Van der Waalsovy síly
fyzikální jev / From Wikipedia, the free encyclopedia
Van der Waalsovy síly jsou elektrostatické přitažlivé nebo odpudivé síly (interakce) mezi molekulami, které jsou způsobeny jejich vzájemným elektromagnetickým ovlivňováním. Jsou poměrně slabé a závislé na vzdálenosti. Rychle mizí při větších vzdálenostech mezi interagujícími částicemi. Na rozdíl od iontových nebo kovalentních vazeb tyto síly nevyplývají z chemické vazby.
Velikost odpudivých i přitažlivých van der Waalsových sil závisí na vzdálenosti molekul, mezi kterými vznikají. Odpudivé síly jsou způsobeny elektrostatickou repulzí elektronových oblaků molekul, která je výrazná pouze při těsném přiblížení molekul k sobě. Přitažlivé síly lze podle vzniku elektrostatických sil mezi molekulami rozdělit na tři typy:
- Coulombické síly (Keesomovy síly) – vznikají mezi dvěma polárními molekulami, jejich fyzikální příčinou jsou elektrostatické síly mezi permanentními dipóly molekul.
- Indukční síly (Debyeovy síly) – vznikají mezi polární a nepolární molekulou, jejich fyzikální příčinou jsou elektrostatické síly mezi permanentním dipólem molekuly působícím na jinou molekulu.
- Disperzní síly (Londonovy síly) – vznikají mezi nepolárními molekulami, jejich fyzikální příčinou jsou elektrostatické síly mezi dočasným dipólem molekuly působícím na jinou molekulu.
Van der Waalsovy síly jsou pojmenované po nizozemském fyzikovi Johannesi Dideriku van der Waalsovi, který tyto síly poprvé popsal v roce 1873. Prokázal existenci sil, které působí na úrovni molekul a způsobují vnitřní tlak v kapalinách. Pochopil, že nejsou klasickou chemickou vazbou (například kovalentní nebo iontová). Podařilo se mu také nalézt vztah mezi objemem, tlakem a teplotou plynů a kapalin.
Van der Waalsovy síly jsou základem mnoha vlastností anorganických i organických sloučenin včetně jejich rozpustnosti v polárních a nepolárních roztocích. Hrají důležitou roli při kohezi (soudržnost), adhezi (přilnavost k povrchům), tření a kondenzaci. Znalosti o nich využívají obory, jako je supramolekulární chemie, strukturální biologie, věda o polymerech, nanotechnologie nebo fyzika kondenzovaných látek.
Van der Waalsovy síly jsou jedněmi z mezimolekulových interakcí, kterých existuje celá řada. Patří mezi ně například vodíková vazba, iontově-dipólové síly a iontově indukované dipólové síly, halogenová vazba a jí obdobné vazby - chalkogenová, pniktogenová a tetrelová a patrové interakce.