نیروی واندروالس چیست؟ + انواع نیروهای بین مولکولی (فیلم آموزش رایگان)

نیروهای واندروالسی (Van der Waals forces) به دسته‌ای از نیروهای بین مولکولی گفته می‌شود که نقش مهمی در فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی دارند. این نیروها به سه نوع اصلی نیروهای دوقطبی-دوقطبی، نیروهای دوقطبی-القایی و نیروهای پراکندگی لندن تقسیم می‌شوند. نیروهای دوقطبی-دوقطبی: این نیروها بین مولکول‌هایی که دارای دوقطبی دائمی هستند، ایجاد می‌شوند. مولکول‌های قطبی دارای توزیع نامتقارن بار الکتریکی هستند که باعث می‌شود یک سر مولکول مثبت و سر دیگر آن منفی باشد. این دوقطبی‌ها می‌توانند با دوقطبی‌های دیگر مولکول‌ها تعامل کنند و نیروی جاذبه‌ای بین آن‌ها ایجاد کنند. نیروهای دوقطبی-القایی: این نیروها زمانی ایجاد می‌شوند که یک مولکول قطبی با یک مولکول غیرقطبی تعامل کند. مولکول قطبی می‌تواند باعث القای دوقطبی در مولکول غیرقطبی شود و در نتیجه نیروی جاذبه‌ای بین آن‌ها ایجاد شود. نیروهای پراکندگی لاندن: این نیروها که به نام نیروهای پراکندگی نیز شناخته می‌شوند، بین همه مولکول‌ها و اتم‌ها وجود دارند، حتی مولکول‌های غیرقطبی. این نیروها ناشی از نوسانات لحظه‌ای در توزیع الکترون‌ها در اطراف هسته‌ها هستند که باعث ایجاد دوقطبی‌های لحظه‌ای می‌شوند. این دوقطبی‌های لحظه‌ای می‌توانند دوقطبی‌های لحظه‌ای دیگری را در مولکول‌های مجاور القا کنند و نیروی جاذبه‌ای بین آن‌ها ایجاد کنند. نیروهای واندروالسی به دلیل ضعیف بودن نسبت به پیوندهای شیمیایی قوی‌تر مانند پیوندهای کووالانسی و یونی، اغلب نادیده گرفته می‌شوند. با این حال، این نیروها نقش حیاتی در تعیین خواص فیزیکی مواد مانند نقطه ذوب و جوش، حلالیت و ساختارهای بیولوژیکی مانند پروتئین‌ها و DNA دارند. به عنوان مثال، نیروهای واندروالسی مسئول چسبندگی مولکول‌های آب به یکدیگر و به سطوح مختلف هستند که در پدیده‌هایی مانند کشش سطحی و چسبندگی نقش دارند. در این آموزش بعد از بررسی نیروهای واندروالسی، به نیروهای دوقطبی-دوقطبی، دوقطبی-القایی و پراکندگی لاندن می‌پردازیم و ارتباط نیروی واندروالس با دیگر مولفه‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

فرادرس

پریسا احسنی