반 데르 발스 힘이란 무엇입니까?

반데르발스 힘이 무엇인지, 어떤 경우에 나타나는지 설명합니다. 또한 왜 그런 이름과 특징을 가지고 있는지.


반 데르 발스 힘은 분자간 힘의 한 유형입니다.

반 데르 발스 힘이란 무엇입니까?

반 데르 발스 힘 또는 반 데르 발스 상호 작용은 원자 결합( 이온 , 금속 또는 망상 유형의 공유 결합)이나 이온 과 다른 분자 사이의 정전기 인력 에 의해 생성되는 것과는 다른 특정 유형의 인력 또는 척력 분자간 힘 으로 알려져 있습니다 .

다양한 유형의 반데르발스 힘을 언급하기 전에 화학적 극성이 무엇인지 이해하는 것이 중요합니다. 화학적 극성은 구조에서 전하를 분리하려는 경향이 있는 분자의 특성입니다. 이는 분자간 힘(예: 반 데르 발스), 용해도 , 녹는 점 및 끓는점 과 밀접하게 관련된 특성입니다 . 극성에 따라 분자는 다음과 같이 분류될 수 있습니다.

  • 극성 분자. 그들은 전기 음성도가 매우 다른 원자로 구성됩니다 . 전기 음성도가 가장 높은 원자는 결합에서 전자를 끌어당기고 그 위에 음전하 밀도가 남습니다. 반면, 전기 음성도가 가장 낮은 원자는 양전하 밀도를 갖습니다. 이러한 전하 분포는 결국 쌍극자(부호가 반대이고 크기가 같은 두 전하의 시스템)의 형성으로 이어집니다.
  • 비극성 분자. 전기음성도가 같은 원자들로 이루어져 있기 때문에 모든 원자는 같은 방식으로 결합의 전자를 끌어당깁니다.분자의 극성을 결정하는 요소 중 하나는 분자 대칭성입니다. 전기음성도가 다른 원자로 구성되어 있지만 극성이 아닌 분자가 있습니다. 이는 분자 부분의 서로 다른 전하 밀도가 추가될 때 상쇄되어 쌍극자 모멘트가 0이 되기 때문에 발생합니다.

따라서 반 데르 발스 힘은 세 가지 특별한 방식으로 나타납니다.

  • 키솜 인력(쌍극자-쌍극자 상호작용). 이는 극성 분자 사이의 상호작용, 즉 영구적으로 극성을 띠는 상호작용입니다. 따라서 이들 분자는 양극(양전하 밀도 𝛅 + )과 음극(음전하 밀도 𝛅 – )을 가지며, 양극이 음극에 접근하도록 배향됩니다.
  • 인력(영구적 쌍극자 유도 쌍극자 상호작용)은 안녕입니다. 이는 극성 분자와 다른 비극성 분자 사이에서 발생하지만 유도된 극성을 갖습니다. 이러한 유형의 상호 작용에서 쌍극자는 비극성 분자에서 일시적인 쌍극자를 유도합니다.
  • 런던 분산력(유도 쌍극자 유도 쌍극자) 이는 비극성 분자 사이에서 발생하는 상호 작용입니다. 이들 분자 내 전자의 움직임은 과도 쌍극자를 유도하여 이들 사이에 인력을 유발합니다. 그것들은 매우 약한 상호작용입니다.

이러한 모든 분자간 힘은 반 데르 발스 힘(Van der Waals force)으로 알려져 있으며, 이는 가스 상태 방정식에 대한 효과를 최초로 제안한 네덜란드 물리학자 요하네스 디데릭 반 데르 발스(1837-1923)에게 경의를 표하는 이름입니다. 반 데르 발스 방정식(Van der Waals Equation)을 1873년에 발견했습니다. 이 발견으로 그는 1910년에 노벨 물리학상을 받았습니다 .

참조: 위치 에너지

반데르발스 힘의 특성


반데르발스 힘은 물질의 비극성 말단의 길이에 따라 증가합니다.
반 데르 발스 힘은 일반적 으로 일반적인 화학 결합 에 비해 약하므로 다양한 물리학 , 생물학 및 공학 분야의 기초가 되는 것을 방해하지 않습니다 . 덕분에 많은 화합물을 정의할 수 있습니다.

반 데르 발스 힘은 물질 의 비극성 끝 부분의 길이 에 따라 증가합니다 . 이는 양자 역학의 결과로 근처 원자, 분자 또는 표면 사이의 변동하는 분극 사이의 상관 관계에 의해 발생하기 때문입니다.

그들은 이방성을 나타냅니다. 즉, 그 속성은 분자의 방향에 따라 달라집니다. 매력적이거나 반발적인지 여부는 종종 이것에 달려 있습니다.

이러한 힘은 자연 의 분자 사이에서 발생하는 가장 약한 힘입니다 . 이를 극복하는 데 필요한 에너지는 0.1~35 kJ/mol에 불과합니다. 그러나 그들은 단백질 형성에 중요합니다 .