Sự khác biệt giữa Van der Waals và Hydrogen Bonds

Van der Waals vs Hydrogen Bonds

Lực Van der Waals và liên kết hydro là những điểm hấp dẫn liên phân tử giữa các phân tử. Một số lực liên phân tử mạnh hơn, và một số yếu. Các liên kết này xác định hành vi của các phân tử.

Lực Van der Waals

Đối với một lực hút liên phân tử, cần có sự phân tách điện tích. Có một số phân tử đối xứng như H2, Cl2, nơi không có sự phân tách điện tích. Tuy nhiên, các electron liên tục di chuyển trong các phân tử này. Do đó, có thể có sự phân tách điện tích tức thời trong phân tử nếu electron di chuyển về phía một đầu của phân tử. Sự kết thúc với electron sẽ có điện tích âm tạm thời, trong khi đầu kia sẽ có điện tích dương. Các lưỡng cực tạm thời này có thể tạo ra một lưỡng cực trong phân tử lân cận và sau đó, một tương tác giữa các cực đối lập có thể xảy ra. Loại tương tác này được gọi là tương tác 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 phân tử này được gọi là lực Van der Waals.

Liên kết hydro

Khi hydro được gắn vào một nguyên tử có độ âm điện như flo, oxy hoặc nitơ, sẽ tạo ra một liên kết cực. Do độ âm điện, các electron trong liên kết sẽ bị thu hút bởi nguyên tử điện hơn so với nguyên tử hydro. Do đó, nguyên tử hydro sẽ có điện tích dương một phần, trong khi đó nguyên tử có độ âm điện cao hơn sẽ có điện tích âm một phần. Khi hai phân tử có sự phân tách điện tích này ở gần nhau, sẽ có một lực hút giữa hydro và nguyên tử tích điện âm. Sự hấp dẫn này được gọi là liên kết hydro. Liên kết hydro tương đối mạnh hơn các tương tác lưỡng cực khác và chúng quyết định hành vi phân tử. Ví dụ, các phân tử nước có liên kết hydro liên phân tử. Một phân tử nước có thể tạo thành bốn liên kết hydro với một phân tử nước khác. Vì oxy có hai cặp đơn độc, nó có thể tạo thành hai liên kết hydro với hydro tích điện dương. Sau đó, hai phân tử nước có thể được gọi là mờ hơn. Mỗi phân tử nước có thể liên kết với bốn phân tử khác vì khả năng liên kết hydro. Điều này dẫn đến điểm sôi cao hơn cho nước, mặc dù một phân tử nước có trọng lượng phân tử thấp. Do đó, năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết hydro khi chúng đang ở giai đoạn khí là cao. Hơn nữa, liên kết hydro xác định cấu trúc tinh thể của băng. 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. Khác với điều này, 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. Liên kết hydro có thể bị phá hủy bởi lực nóng và lực cơ học.