Van der Waals vs Trái phiếu hydro
Lực Van der Waals và liên kết hydro là lực hút liên phân tử giữa các phân tử. Một số lực liên phân tử mạnh hơn, và một số lực yếu. Những liên kết này quyết định hành vi của các phân tử.
Lực lượng Van der Waals
Đối với một lực hút giữa các phân tử, cần có sự phân tách điện tích. Có một số phân tử đối xứng như H2, Cl2, ở đó không có sự phân cách điện tích. Tuy nhiên, các electron liên tục chuyển động trong các phân tử này. Do đó, có thể xảy ra sự phân tách điện tích tức thời trong phân tử nếu electron di chuyển về một đầu của phân tử. Đầu cuối với electron sẽ mang điện tích âm tạm thời, ngược lại đầu kia sẽ mang điện tích dương. Những lưỡng cực tạm thời này có thể tạo ra một lưỡng cực trong phân tử lân cận và sau đó, tương tác giữa các cực đối lập có thể xảy ra. Loại tương tác này được gọi là tương tác lưỡng cực cảm ứng lưỡng cực cảm ứng. Hơn nữa, có thể có tương tác giữa một lưỡng cực vĩnh viễn và một lưỡng cực cảm ứng hoặc giữa hai lưỡng cực vĩnh viễn. Tất cả các tương tác giữa các phân tử này được gọi là lực Van der Waals.
Trái phiếu Hydrogen
Khi hydro được gắn với một nguyên tử âm điện như flo, oxy hoặc nitơ, một liên kết phân cực sẽ dẫn đến. Do có độ âm điện nên các êlectron trong liên kết sẽ bị hút về nguyên tử độ âm nhiều hơn nguyên tử hiđrô. Do đó, nguyên tử hydro sẽ nhận một phần điện tích dương, trong khi nguyên tử âm hơn sẽ nhận một phần điện tích âm. Khi hai phân tử có sự phân tách điện tích này ở gần nhau, sẽ có một lực hút giữa nguyên tử hydro và nguyên tử mang điện tích âm. Lực hút này được gọi là liên kết hydro. Các liên kết hydro tương đối mạnh hơn các tương tác lưỡng cực khác, và chúng quyết định hành vi của phân tử. Ví dụ, các phân tử nước có liên kết hydro giữa các phân tử. Một phân tử nước có thể hình thành bốn liên kết hydro với một phân tử nước khác. Vì oxy có hai cặp đơn lẻ nên nó có thể tạo thành hai liên kết hydro với hydro tích điện dương. Sau đó, hai phân tử nước có thể được biết đến như một chất dimer. Mỗi phân tử nước có thể liên kết với bốn phân tử khác vì khả năng liên kết hydro. Điều này dẫn đến nhiệt độ sôi của nước cao hơn, mặc dù phân tử nước có trọng lượng phân tử thấp. Do đó, năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết hydro khi chúng chuyển sang pha khí là rất cao. Hơn nữa, liên kết hydro quyết định cấu trúc tinh thể của nước đá. Sự sắp xếp độc đáo của mạng lưới băng giúp nó nổi trên mặt nước, do đó bảo vệ đời sống thủy sinh trong thời kỳ mùa đông. Ngoài ra, liên kết hydro đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống sinh học. Cấu trúc ba chiều của protein và DNA chỉ dựa trên các liên kết hydro. Các liên kết hydro có thể bị phá hủy bằng cách đốt nóng và lực cơ học.
Sự khác biệt giữa Lực lượng Van der Waals và Trái phiếu Hydro là gì?
• Liên kết hydro xảy ra giữa hydro, liên kết này được kết nối với một nguyên tử âm điện và một nguyên tử âm điện của phân tử khác. Nguyên tử âm điện này có thể là flo, oxy hoặc nitơ.
• Lực Van der Waals có thể xảy ra giữa hai lưỡng cực vĩnh cửu, lưỡng cực cảm ứng hoặc hai lưỡng cực cảm ứng.
• Để lực Van der Waals xảy ra, phân tử không nhất thiết phải có lưỡng cực, nhưng liên kết Hydro diễn ra giữa hai lưỡng cực vĩnh viễn.
• Liên kết hydro mạnh hơn nhiều so với lực Van der Waals.
