In der Chemie und Physik sind Van-der-Waals-Kräfte eine Art von intermolekularen Kräften, die zwischen Molekülen wirken. Sie sind schwächer als kovalente Bindungen, Ionenbindungen und Wasserstoffbrückenbindungen, aber dennoch stark genug, um Moleküle in einem festen oder flüssigen Zustand zusammenzuhalten.
Van-der-Waals-Kräfte werden durch drei Haupttypen von Wechselwirkungen verursacht:
Im nächsten Abschnitt werden wir diese drei Arten von Van-der-Waals-Kräften im Detail besprechen.
van der waals kräfte beispiel
Van-der-Waals-Kräfte sind intermolekulare Kräfte, die zwischen Molekülen wirken.
- Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
- Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen
- Van-der-Waals-Dispersionskräfte
- London-Kräfte
- Keesom-Kräfte
- Debye-Kräfte
- Fluktuationskräfte
- Retardierungskräfte
Van-der-Waals-Kräfte sind schwächer als kovalente Bindungen, Ionenbindungen und Wasserstoffbrückenbindungen, aber dennoch stark genug, um Moleküle in einem festen oder flüssigen Zustand zusammenzuhalten.
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind eine Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen Molekülen auftreten, die ein permanentes Dipolmoment besitzen. Ein Dipolmoment ist ein Maß für die Trennung positiver und negativer Ladungen in einem Molekül.
- Dipol-Dipol-Anziehung
Wenn sich zwei Moleküle mit permanenten Dipolmomenten einander nähern, können ihre positiven und negativen Ladungen einander anziehen. Diese Anziehungskraft ist die Dipol-Dipol-Anziehung.
- Dipol-Dipol-Abstoßung
Wenn sich zwei Moleküle mit permanenten Dipolmomenten einander nähern, können sich auch ihre gleichnamigen Ladungen einander abstoßen. Diese Abstoßungskraft ist die Dipol-Dipol-Abstoßung.
- Stärke der Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
Die Stärke der Dipol-Dipol-Wechselwirkungen hängt von der Größe der permanenten Dipolmomente der beteiligten Moleküle ab. Je größer die permanenten Dipolmomente, desto stärker sind die Dipol-Dipol-Wechselwirkungen.
- Beispiele für Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen treten beispielsweise zwischen Wassermolekülen auf. Wassermoleküle haben ein permanentes Dipolmoment, weil das Sauerstoffatom elektronegativer ist als die Wasserstoffatome. Die positiven Ladungen der Wasserstoffatome eines Wassermoleküls können die negativen Ladungen der Sauerstoffatome eines anderen Wassermoleküls anziehen. Diese Anziehungskraft ist die Dipol-Dipol-Anziehung zwischen Wassermolekülen.
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind eine wichtige Art von Van-der-Waals-Kräften, die in vielen chemischen und biologischen Systemen eine Rolle spielen.
Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen
Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen sind eine weitere Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen Molekülen auftreten können. Diese Wechselwirkungen entstehen, wenn ein Molekül mit einem permanenten Dipolmoment ein anderes Molekül polarisiert, das kein permanentes Dipolmoment besitzt.
Wenn sich ein Molekül mit einem permanenten Dipolmoment einem Molekül ohne permanentes Dipolmoment nähert, kann das Dipolmoment des ersten Moleküls das zweite Molekül polarisieren. Dies bedeutet, dass das zweite Molekül ein induziertes Dipolmoment erhält. Das induzierte Dipolmoment ist ein temporäres Dipolmoment, das durch die Anwesenheit des permanenten Dipolmoments des ersten Moleküls verursacht wird.
Die Dipol-induzierte-Dipol-Anziehung zwischen zwei Molekülen ist schwächer als die Dipol-Dipol-Anziehung zwischen zwei Molekülen mit permanenten Dipolmomenten. Dies liegt daran, dass das induzierte Dipolmoment schwächer ist als das permanente Dipolmoment.
Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen treten beispielsweise zwischen Wassermolekülen und Kohlenwasserstoffmolekülen auf. Wassermoleküle haben ein permanentes Dipolmoment, während Kohlenwasserstoffmoleküle kein permanentes Dipolmoment besitzen. Wenn sich ein Wassermolekül einem Kohlenwasserstoffmolekül nähert, kann das Dipolmoment des Wassermoleküls das Kohlenwasserstoffmolekül polarisieren. Dies führt zu einer Dipol-induzierten-Dipol-Anziehung zwischen den beiden Molekülen.
Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen sind eine wichtige Art von Van-der-Waals-Kräften, die in vielen chemischen und biologischen Systemen eine Rolle spielen.
Van-der-Waals-Dispersionskräfte
Van-der-Waals-Dispersionskräfte sind eine dritte Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen allen Molekülen auftreten können, unabhängig davon, ob sie ein permanentes Dipolmoment besitzen oder nicht. Van-der-Waals-Dispersionskräfte werden auch als London-Kräfte bezeichnet.
Van-der-Waals-Dispersionskräfte entstehen aufgrund von Fluktuationen in der Elektronendichte von Molekülen. Diese Fluktuationen führen dazu, dass Moleküle vorübergehend ein Dipolmoment erhalten. Dieses vorübergehende Dipolmoment kann dann ein anderes Molekül polarisieren, was zu einer Van-der-Waals-Dispersionsanziehung zwischen den beiden Molekülen führt.
Die Stärke der Van-der-Waals-Dispersionskräfte hängt von der Polarisierbarkeit der beteiligten Moleküle ab. Die Polarisierbarkeit eines Moleküls ist ein Maß für seine Fähigkeit, ein induziertes Dipolmoment zu erhalten. Je größer die Polarisierbarkeit eines Moleküls, desto stärker sind die Van-der-Waals-Dispersionskräfte zwischen diesem Molekül und anderen Molekülen.
Van-der-Waals-Dispersionskräfte sind die schwächsten der drei Arten von Van-der-Waals-Kräften. Sie sind jedoch auch die allgemeinsten Van-der-Waals-Kräfte, da sie zwischen allen Molekülen auftreten können. Van-der-Waals-Dispersionskräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen, beispielsweise bei der Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern.
London-Kräfte
London-Kräfte sind eine andere Bezeichnung für Van-der-Waals-Dispersionskräfte. Der Name “London-Kräfte” geht auf den Physiker Fritz London zurück, der diese Kräfte erstmals im Jahr 1937 beschrieb.
London-Kräfte entstehen aufgrund von Fluktuationen in der Elektronendichte von Molekülen. Diese Fluktuationen führen dazu, dass Moleküle vorübergehend ein Dipolmoment erhalten. Dieses vorübergehende Dipolmoment kann dann ein anderes Molekül polarisieren, was zu einer London-Anziehung zwischen den beiden Molekülen führt.
Die Stärke der London-Kräfte hängt von der Polarisierbarkeit der beteiligten Moleküle ab. Die Polarisierbarkeit eines Moleküls ist ein Maß für seine Fähigkeit, ein induziertes Dipolmoment zu erhalten. Je größer die Polarisierbarkeit eines Moleküls, desto stärker sind die London-Kräfte zwischen diesem Molekül und anderen Molekülen.
London-Kräfte sind die schwächsten der drei Arten von Van-der-Waals-Kräften. Sie sind jedoch auch die allgemeinsten Van-der-Waals-Kräfte, da sie zwischen allen Molekülen auftreten können. London-Kräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen, beispielsweise bei der Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern.
Keesom-Kräfte
Keesom-Kräfte sind eine spezielle Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen Molekülen mit permanenten Dipolmomenten auftreten. Keesom-Kräfte wurden erstmals im Jahr 1921 von dem niederländischen Physiker Willem Keesom beschrieben.
Keesom-Kräfte entstehen durch die elektrostatische Anziehung zwischen den permanenten Dipolmomenten der beteiligten Moleküle. Wenn sich zwei Moleküle mit permanenten Dipolmomenten einander nähern, können ihre positiven und negativen Ladungen einander anziehen. Diese Anziehungskraft ist die Keesom-Anziehung.
Die Stärke der Keesom-Kräfte hängt von der Größe der permanenten Dipolmomente der beteiligten Moleküle ab. Je größer die permanenten Dipolmomente, desto stärker sind die Keesom-Kräfte.
Keesom-Kräfte sind stärker als London-Kräfte, aber schwächer als Wasserstoffbrückenbindungen. Keesom-Kräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen, beispielsweise bei der Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern.
Debye-Kräfte
Debye-Kräfte sind eine spezielle Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen Molekülen mit permanenten Dipolmomenten und Molekülen ohne permanentes Dipolmoment auftreten können. Debye-Kräfte wurden erstmals im Jahr 1920 von dem niederländischen Physiker Peter Debye beschrieben.
- Debye-Anziehung
Wenn sich ein Molekül mit einem permanenten Dipolmoment einem Molekül ohne permanentes Dipolmoment nähert, kann das Dipolmoment des ersten Moleküls das zweite Molekül polarisieren. Dies bedeutet, dass das zweite Molekül ein induziertes Dipolmoment erhält. Das induzierte Dipolmoment kann dann das permanente Dipolmoment des ersten Moleküls anziehen. Diese Anziehungskraft ist die Debye-Anziehung.
- Debye-Abstoßung
Wenn sich zwei Moleküle mit permanenten Dipolmomenten einander nähern, können sich auch ihre gleichnamigen Ladungen einander abstoßen. Diese Abstoßungskraft ist die Debye-Abstoßung.
- Stärke der Debye-Kräfte
Die Stärke der Debye-Kräfte hängt von der Größe des permanenten Dipolmoments des Moleküls mit dem permanenten Dipolmoment und der Polarisierbarkeit des Moleküls ohne permanentes Dipolmoment ab. Je größer das permanente Dipolmoment und je größer die Polarisierbarkeit, desto stärker sind die Debye-Kräfte.
- Beispiele für Debye-Kräfte
Debye-Kräfte treten beispielsweise zwischen Wassermolekülen und Ethanolmolekülen auf. Wassermoleküle haben ein permanentes Dipolmoment, während Ethanolmoleküle kein permanentes Dipolmoment besitzen. Wenn sich ein Wassermolekül einem Ethanolmolekül nähert, kann das Dipolmoment des Wassermoleküls das Ethanolmolekül polarisieren. Dies führt zu einer Debye-Anziehung zwischen den beiden Molekülen.
Debye-Kräfte sind eine wichtige Art von Van-der-Waals-Kräften, die in vielen chemischen und biologischen Systemen eine Rolle spielen.
Fluktuationskräfte
Fluktuationskräfte sind eine spezielle Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen allen Molekülen auftreten können, unabhängig davon, ob sie ein permanentes Dipolmoment besitzen oder nicht. Fluktuationskräfte werden auch als Keesom-Kräfte zweiter Art oder London-Kräfte zweiter Art bezeichnet.
- Entstehung von Fluktuationskräften
Fluktuationskräfte entstehen aufgrund von Fluktuationen in der Elektronendichte von Molekülen. Diese Fluktuationen führen dazu, dass Moleküle vorübergehend ein Dipolmoment erhalten. Dieses vorübergehende Dipolmoment kann dann ein anderes Molekül polarisieren, was zu einer Fluktuationsanziehung zwischen den beiden Molekülen führt.
- Stärke der Fluktuationskräfte
Die Stärke der Fluktuationskräfte hängt von der Polarisierbarkeit der beteiligten Moleküle ab. Die Polarisierbarkeit eines Moleküls ist ein Maß für seine Fähigkeit, ein induziertes Dipolmoment zu erhalten. Je größer die Polarisierbarkeit eines Moleküls, desto stärker sind die Fluktuationskräfte zwischen diesem Molekül und anderen Molekülen.
- Beispiele für Fluktuationskräfte
Fluktuationskräfte treten beispielsweise zwischen Heliumatomen auf. Heliumatome haben kein permanentes Dipolmoment. Wenn sich jedoch zwei Heliumatome einander nähern, können Fluktuationen in der Elektronendichte der Atome dazu führen, dass die Atome vorübergehend ein Dipolmoment erhalten. Dieses vorübergehende Dipolmoment kann dann das andere Heliumatom polarisieren, was zu einer Fluktuationsanziehung zwischen den beiden Atomen führt.
- Bedeutung der Fluktuationskräfte
Fluktuationskräfte sind die schwächsten der drei Arten von Van-der-Waals-Kräften. Sie sind jedoch auch die allgemeinsten Van-der-Waals-Kräfte, da sie zwischen allen Molekülen auftreten können. Fluktuationskräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen, beispielsweise bei der Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern.
Fluktuationskräfte sind eine wichtige Art von Van-der-Waals-Kräften, die in vielen chemischen und biologischen Systemen eine Rolle spielen.
Retardierungskräfte
Retardierungskräfte sind eine spezielle Art von Van-der-Waals-Kräften, die zwischen bewegten Molekülen auftreten. Retardierungskräfte werden auch als Casimir-Kräfte oder van-der-Waals-Kräfte dritter Art bezeichnet.
- Entstehung von Retardierungskräften
Retardierungskräfte entstehen aufgrund der verzögerten Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Wenn sich zwei Moleküle bewegen, erzeugen sie elektromagnetische Wellen. Diese elektromagnetischen Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Wenn sich die Moleküle einander nähern, überlagern sich die von ihnen erzeugten elektromagnetischen Wellen. Diese Überlagerung kann zu einer Anziehungskraft oder einer Abstoßungskraft zwischen den Molekülen führen. Die Anziehungskraft ist die Retardierungskraft.
- Stärke der Retardierungskräfte
Die Stärke der Retardierungskräfte hängt von der Geschwindigkeit der beteiligten Moleküle ab. Je schneller sich die Moleküle bewegen, desto stärker sind die Retardierungskräfte.
- Beispiele für Retardierungskräfte
Retardierungskräfte treten beispielsweise zwischen Atomen in einem Gas auf. Die Atome in einem Gas bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit. Diese Bewegung führt dazu, dass die Atome elektromagnetische Wellen erzeugen. Die Überlagerung dieser elektromagnetischen Wellen führt zu Retardierungskräften zwischen den Atomen.
- Bedeutung der Retardierungskräfte
Retardierungskräfte sind die schwächsten der drei Arten von Van-der-Waals-Kräften. Sie spielen jedoch eine wichtige Rolle in vielen physikalischen Systemen, beispielsweise in der Quantenmechanik und der Kosmologie.
Retardierungskräfte sind eine wichtige Art von Van-der-Waals-Kräften, die in vielen physikalischen Systemen eine Rolle spielen.
FAQ
Im folgenden Abschnitt beantworten wir einige häufig gestellte Fragen zu Van-der-Waals-Kräften.
Frage 1: Was sind Van-der-Waals-Kräfte?
Antwort 1: Van-der-Waals-Kräfte sind intermolekulare Kräfte, die zwischen Molekülen wirken. Sie sind schwächer als kovalente Bindungen, Ionenbindungen und Wasserstoffbrückenbindungen, aber dennoch stark genug, um Moleküle in einem festen oder flüssigen Zustand zusammenzuhalten.
Frage 2: Welche Arten von Van-der-Waals-Kräften gibt es?
Antwort 2: Es gibt drei Arten von Van-der-Waals-Kräften: Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen und Van-der-Waals-Dispersionskräfte.
Frage 3: Wie entstehen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen?
Antwort 3: Dipol-Dipol-Wechselwirkungen entstehen zwischen Molekülen, die ein permanentes Dipolmoment besitzen. Wenn sich zwei Moleküle mit permanenten Dipolmomenten einander nähern, können ihre positiven und negativen Ladungen einander anziehen oder abstoßen.
Frage 4: Wie entstehen Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen?
Antwort 4: Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen entstehen zwischen Molekülen mit einem permanenten Dipolmoment und Molekülen ohne permanentes Dipolmoment. Wenn sich ein Molekül mit einem permanenten Dipolmoment einem Molekül ohne permanentes Dipolmoment nähert, kann das Dipolmoment des ersten Moleküls das zweite Molekül polarisieren. Dies führt zu einer Anziehungskraft zwischen den beiden Molekülen.
Frage 5: Wie entstehen Van-der-Waals-Dispersionskräfte?
Antwort 5: Van-der-Waals-Dispersionskräfte entstehen aufgrund von Fluktuationen in der Elektronendichte von Molekülen. Diese Fluktuationen führen dazu, dass Moleküle vorübergehend ein Dipolmoment erhalten. Dieses vorübergehende Dipolmoment kann dann ein anderes Molekül polarisieren, was zu einer Van-der-Waals-Dispersionsanziehung zwischen den beiden Molekülen führt.
Frage 6: Welche Bedeutung haben Van-der-Waals-Kräfte?
Antwort 6: Van-der-Waals-Kräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen. Sie sind beispielsweise für die Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern verantwortlich. Van-der-Waals-Kräfte spielen auch eine Rolle bei der Adsorption von Gasen an Oberflächen und bei der Benetzung von Oberflächen durch Flüssigkeiten.
Wir hoffen, dass diese Antworten Ihnen geholfen haben, mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu erfahren.
Tips
Hier sind einige Tipps, die Ihnen helfen können, mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu lernen:
Tipp 1: Lesen Sie ein Lehrbuch über physikalische Chemie.
Lehrbücher über physikalische Chemie behandeln Van-der-Waals-Kräfte in der Regel ausführlich. Wenn Sie sich für Van-der-Waals-Kräfte interessieren, können Sie ein Lehrbuch über physikalische Chemie lesen, um mehr darüber zu erfahren.
Tipp 2: Suchen Sie nach Informationen über Van-der-Waals-Kräfte im Internet.
Es gibt viele Websites, die Informationen über Van-der-Waals-Kräfte anbieten. Sie können diese Websites besuchen, um mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu erfahren.
Tipp 3: Besuchen Sie eine Vorlesung über Van-der-Waals-Kräfte.
Wenn Sie die Möglichkeit haben, können Sie eine Vorlesung über Van-der-Waals-Kräfte besuchen. Dies ist eine gute Möglichkeit, um mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu erfahren und Fragen zu stellen.
Tipp 4: Führen Sie ein Experiment durch, das Van-der-Waals-Kräfte demonstriert.
Es gibt viele Experimente, die Van-der-Waals-Kräfte demonstrieren. Sie können diese Experimente durchführen, um mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu erfahren und sie in Aktion zu sehen.
Wir hoffen, dass diese Tipps Ihnen helfen, mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu lernen.
Conclusion
In diesem Artikel haben wir Van-der-Waals-Kräfte besprochen. Van-der-Waals-Kräfte sind intermolekulare Kräfte, die zwischen Molekülen wirken. Sie sind schwächer als kovalente Bindungen, Ionenbindungen und Wasserstoffbrückenbindungen, aber dennoch stark genug, um Moleküle in einem festen oder flüssigen Zustand zusammenzuhalten.
Es gibt drei Arten von Van-der-Waals-Kräften: Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen und Van-der-Waals-Dispersionskräfte. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen entstehen zwischen Molekülen, die ein permanentes Dipolmoment besitzen. Dipol-induzierte-Dipol-Wechselwirkungen entstehen zwischen Molekülen mit einem permanenten Dipolmoment und Molekülen ohne permanentes Dipolmoment. Van-der-Waals-Dispersionskräfte entstehen aufgrund von Fluktuationen in der Elektronendichte von Molekülen.
Van-der-Waals-Kräfte spielen eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Systemen. Sie sind beispielsweise für die Bildung von Flüssigkeiten und Festkörpern verantwortlich. Van-der-Waals-Kräfte spielen auch eine Rolle bei der Adsorption von Gasen an Oberflächen und bei der Benetzung von Oberflächen durch Flüssigkeiten.
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen geholfen hat, mehr über Van-der-Waals-Kräfte zu erfahren.
