Van der Waals kuvveti
From Wikipedia, the free encyclopedia
Moleküler fizik ve kimyada Van der Waals kuvveti veya Van der Waals etkileşimi, atomlar veya moleküller arasındaki mesafeye bağlı bir etkileşimdir. İyonik veya kovalent bağların aksine, bu çekimler kimyasal elektronik bir bağdan kaynaklanmaz;[2] nispeten zayıftırlar ve bu nedenle bozulmaya daha duyarlıdırlar. Van der Waals kuvveti, etkileşen moleküller arasındaki uzak mesafelerde hızla yok olur.
Adını Hollandalı fizikçi Johannes Diderik van der Waals’den alan van der Waals kuvveti, supramoleküler kimya, yapısal biyoloji, polimer bilimi, nanoteknoloji, yüzey bilimi ve yoğun madde fiziği gibi çok çeşitli alanlarda temel rol oynar. Ayrıca organik bileşiklerin ve moleküler katıların kutupsal ve kutupsal olmayan ortamlardaki çözünürlükleri de dahil olmak üzere birçok özelliğinin temelini oluşturur.
Başka bir kuvvet yoksa, atomlar birbirine yaklaştıkça kuvvetin çekici olmaktan ziyade itici hale geldiği atomlar arasındaki mesafeye Van der Waals temas mesafesi denir; bu olay atomların elektron bulutları arasındaki karşılıklı itmeden kaynaklanır.[3]
Van der Waals kuvvetleri[4] genellikle "anlık olarak indüklenen dipoller" arasındaki London dağılım kuvvetlerinin,[5] kalıcı dipoller ile indüklenen dipoller arasındaki Debye kuvvetlerinin ve zaman içinde dönme yönelimlerinin dinamik olarak ortalaması alınan kalıcı moleküler dipoller arasındaki Keesom kuvvetinin bileşimi olarak tanımlanır.
Van der Waals kuvveti, fiziksel kimyada kovalent bağlar, hidrojen bağları ve iyonların birbiriyle, nötr veya elektrik yüklü moleküllerle elektrostatik etkileşimi hariç olmak üzere, moleküller arasındaki çekme veya itme kuvvetlerinin toplamıdır.
Kutupsal hidroksil grubunun hidrojen bağlama özellikleri, az molekül ağırlıklı alkollerde zayıf Van der Waals etkileşimlerine hakim olurlar. Daha çok molekül ağırlıklı alkollerde, kutupsal olmayan hidrokarbon zincir (ler)inin özellikleri hakim olur ve çözünürlüğü tanımlar. Van der Waals kuvvetleri, etkileşen moleküller arasında daha uzun mesafelerde hızla kaybolurlar.
Van der Walls bağları moleküller arasında olup fiziksel bir etkileşimdir. Bu nedenle moleküller arası olduğu için zayıf etkileşim olarak adlandırılır. Dipol - dipol, iyon - dipol ve indüklenmiş dipol (geçici) olmak üzere üçe ayrılır. Aynı zamanda indüklenmiş dipol (geçici) de kendi arasında; iyon - indüklenmiş dipol, dipol - indüklenmiş dipol ve indüklenmiş dipol - indüklenmiş dipol (London) olmak üzere üçe ayrılır.
2012 yılında, atomik kuvvet mikroskobu ile metal yüzeye bağlı tek bir organik molekülde, Van der Waals kuvvetlerinin doğrudan ilk ölçümleri yapıldı ve yoğunluk fonksiyonel hesaplamaları ile doğrulandı.[6]