Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrückenbindung

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2 Antworten

Die Van der Waalschen Kräfte verfolgen mich hier schon länger. Sie sind sehr klein und wirken nur auf kürzeste Distanz. Die gängigste Erklärung sind induzierte Dipole . Im Moment des Zusammenstoßens der Teilchen werden die Elektronenhüllen deformiert, was zu kurzfristigen Ladungsverschiebungen führt. So entstehen Pole, die sich gegenseitig anziehen(Natürlich auch abstoßen, aber das ist ein anderes Kapitel).

Van-der-Waals-Kräfte:

Die Elektronen in den Molekülen bewegen sich zufällig. Dadurch kommt es immer wieder zu spontanen Polarisierungen dieser Teilchen.

Du könntest auch sagen, die Elektronenkonzentration um den Atomkern ändert sich spontan.

Wenn dann eine (zufällige) negative Ladung des einen Teilchens in der Nähe eines anderen Teilchens ist, induziert es in diesem eine positive Ladung (induzierter Dipol) und zieht es an.

Dieser Effekt ist umso größer, je größer ein Molekül ist. Es sind sehr schwache Kräfte, die sich mit der Größe des Moleküls aufsummieren. So ist auch der Siedepunkt von Ethan höher als der von Methan, einfach deswegen, weil das Ethan-Molekül größer ist als das Methanmolekül. Es ist also bei Ethan mehr Energie nötig, um den "Zusammenhalt" der Moleküle in der Flüssigphase zu überwinden.


Wasserstoff-Brücken:

In einer Wasserstoffbrücke teilen sich zwei elektronegative Atome wie Stickstoff oder Sauerstoff ein Wasserstoffatom (N-H....O oder auch O-H....N) Die Punkte... symbolisieren eine Wasserstoffbrücke.

An ein Atom ist der Wasserstoff kovalent gebunden, an das andere elektrostatisch: das relativ stark elektronegative Atom, an das der Wasserstoff gebunden ist, zieht Elektronendichte vom Wasserstoff ab, sodass dieser partial positiv geladen ist. Deshalb kann der Wasserstoff elektrostatische Wechselwirkungen zu einem Atom mit negativer Partialladung ausbilden. N und O sind einfach aufgrund ihrer freien Elektronenpaare (negativ) bevorzugte "Angriffsziele" eines partial positiv geladenen Wasserstoffatoms.


Beide Kräfte sind übrigens für sich genommen relativ schwach (v.d.W.-Bindung ca. 2-4kJ/mol je Atompaar, Wasserstoffbrücken ca. 4-13kJ/mol) im Vergleich zu kovalenten Bindungen, wo sich zwei benachbarte Atome ein Elektronenpaar teilen (ca. 418kJ/mol bei einer C-H Bindung).

Zahlenangaben sind aus Stryers Biochemie-Buch.

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