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- Zwischenmolekulare Wechselwirkungen
In diesem Artikel geht es um Wasserstoffbrückenbindungen und verschiedene Arten von Van-der-Waals-Wechselwirkungen, welche unter dem Begriff zwischenmolekulare Wechselwirkungen zusammengefasst werden. Vor allem spielen
Wasserstoffbrückenbindungen eine bedeutende Rolle in der Natur. Die für die Entwicklung des Lebens auf der Erde wichtige Anomalie des Wassers ist maßgeblich auf
Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen zurückzuführen.
Wasserstoffbrückenbindungen
Wasserstoffbrückenbindungen stellen zwischenmolekulare Wechselwirkungen zwischen einem positiv polarisierten Wasserstoffatom und einem freien Elektronenpaar dar. Es handelt sich hierbei um die stärksten zwischenmolekularen Wechselwirkungen.
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind zwischenmolekulare Wechselwirkungen zwischen permanenten Dipolen (positiven und negativen Partialladungen). Sie treten demnach bei Molekülen auf, bei denen der positive Ladungsschwerpunkt nicht mit dem negativen Ladungsschwerpunkt zusammenfällt.
Van-der-Waals-Kräfte
Van-der-Waals-Kräfte sind zwischenmolekulare Wechselwirkungen zwischen ständig wechselnden spontanen und induzierten Dipolen.
Spontane Dipole entstehen durch die ständige Bewegung der Elektronen. Dabei kann es passieren, dass beide Elektronen sich gleichzeitig mehr bei einem der beiden Atome aufhalten. Der spontane Dipol wirkt sich nun auch auf die umliegenden Moleküle aus.
Da sich Elektronen gegenseitig abstoßen, werden die Elektronen in einem umliegenden Molekül durch die Elektronen des spontanen Dipols abgestoßen und zu dem entgegengesetzten Atom gelenkt. Dadurch entsteht ein weiterer Dipol, welchen wir induzierten Dipol nennen. Jetzt liegt eine Dipol-Dipol-Wechselwirkung vor. Die van-der-Waals Wechselwirkungen sind schwächer als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, da die entstandenen Dipole durch die Bewegung der Elektronen nicht dauerhaft sind und wieder unpolare Moleküle resultieren.
Als Dipol-Dipol-Kräfte (auch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Keesom-Kräfte oder Keesom-Wechselwirkungen genannt) werden die Kräfte bezeichnet, die zwischen Molekülen herrschen, die ein permanentes elektrisches Dipolmoment besitzen (für die magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkung, z. B. in einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Festkörper, gilt analoges). Die Stärke ist von der Entfernung und relativen Orientierung des Dipols abhängig.[1]
Diese zwischenmolekularen Kräfte sind schwächer als die Kräfte bei den Wasserstoffbrückenbindungen, jedoch stärker als die London-Kräfte (Van-der-Waals-Kräfte im engeren Sinne).
Bei Atombindungen innerhalb von Molekülen unterscheidet man anhand der Differenz der Elektronegativität zwischen den kovalenten oder unpolaren Bindungen (Differenz der Elektronegativität ist 0,0–0,4) und den polaren Bindungen (Differenz der Elektronegativität ist 0,4–1,7).
Bei den polaren Bindungen werden die Bindungselektronen zu dem elektronegativeren Atom hin angezogen. Dadurch erhält das Molekül eine negative und eine positive Partialladung. So hat das Wasser-Molekül ein intrinsisches Dipolmoment, das CH4-Molekül aber nicht. Es liegt allerdings erst dann ein Dipol vor, wenn ein Ersatzvektor gebildet werden kann. Man spricht auch davon, dass die „negativen und positiven Ladungsschwerpunkte nicht auf einen Punkt zusammenfallen“.
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ Eintrag zu dipole-dipole-interactions. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.D01758 – Version: 2.1.5.