Atšķirība starp Van der Waals un ūdeņraža saitēm

Van der Waals vs ūdeņraža saites

Van der Waals spēki un ūdeņraža saites ir starpmolekulāras atrakcijas starp molekulām. Daži starpmolekulārie spēki ir spēcīgāki, bet citi - vāji. Šīs saites nosaka molekulu uzvedību.

Van der Waals spēki

Starpmolekulārai piesaistei vajadzētu būt maksas atdalīšanai. Ir dažas simetriskas molekulas, piemēram, H2, Cl2, kur nav lādiņu atdalīšanas. Tomēr šajās molekulās nepārtraukti pārvietojas elektroni. Tāpēc molekulā var notikt tūlītēja lādiņa atdalīšana, ja elektrons virzās uz molekulu vienu galu. Elektrona galā īslaicīgi būs negatīva lādiņa, turpretī otrā galā būs pozitīva lādiņa. Šie pagaidu dipoli var izraisīt dipolu blakus esošajā molekulā, un pēc tam var notikt mijiedarbība starp pretējiem poliem. Šāda veida mijiedarbība ir pazīstama kā inducēta dipola izraisīta dipola mijiedarbība. Turklāt pastāv mijiedarbība starp pastāvīgu dipolu un inducētu dipolu vai starp diviem pastāvīgiem dipoliem. Visas šīs starpmolekulārās mijiedarbības ir zināmas kā Van der Waals spēki.

Ūdeņraža saites

Kad ūdeņradis ir pievienots elektronegatīvam atomam, piemēram, fluora, skābekļa vai slāpekļa saturam, rodas polārā saite. Elektronegativitātes dēļ saitē esošos elektronus vairāk piesaista elektronegatīvais atoms, nevis ūdeņraža atoms. Tāpēc ūdeņraža atoms daļēji iegūs pozitīvu lādiņu, turpretī vairāk elektronegatīvs atoms daļēji iegūs negatīvu lādiņu. Kad divas molekulas, kurām ir šāda lādiņa atdalīšana, atrodas tuvu, starp ūdeņradi un negatīvi lādēto atomu būs pievilkšanas spēks. Šī atrakcija ir pazīstama kā ūdeņraža savienošana. Ūdeņraža saites ir salīdzinoši spēcīgākas nekā citu dipolu mijiedarbība, un tās nosaka molekulāro uzvedību. Piemēram, ūdens molekulām ir starpmolekulāra ūdeņraža saite. Viena ūdens molekula var veidot četras ūdeņraža saites ar citu ūdens molekulu. Tā kā skābeklim ir divi vientuļu pāri, tas var veidot divas ūdeņraža saites ar pozitīvi lādētu ūdeņradi. Tad abas ūdens molekulas var dēvēt par dimēru. Katra ūdens molekula var saistīties ar četrām citām molekulām, pateicoties ūdeņraža saistīšanās spējai. Tā rezultātā ūdenim ir augstāks viršanas punkts, kaut arī ūdens molekulai ir zema molekulmasa. Tāpēc enerģija, kas nepieciešama, lai sadalītu ūdeņraža saites, kad tās nonāk gāzveida fāzē, ir liela. Turklāt ūdeņraža saites nosaka ledus kristāla struktūru. Ledus režģa unikālais izvietojums palīdz tam peldēt uz ūdens, tādējādi aizsargājot ūdens dzīvi ziemas periodā. Izņemot šo, ūdeņraža savienošanai ir būtiska loma bioloģiskajās sistēmās. Olbaltumvielu un DNS trīsdimensiju struktūra ir balstīta tikai uz ūdeņraža saitēm. Ūdeņraža saites var iznīcināt, pateicoties karsēšanai un mehāniskiem spēkiem.