Van der Waals dhidi ya Bondi za Hydrogen
Vikosi vya Van der Waals na vifungo vya hidrojeni ni vivutio vya kati ya molekuli kati ya molekuli. Baadhi ya nguvu za intermolecular ni nguvu zaidi, na baadhi ni dhaifu. Vifungo hivi huamua tabia ya molekuli.
Van der Waals Forces
Kwa kivutio cha kati ya molekuli, lazima kuwe na utengano wa malipo. Kuna baadhi ya molekuli za ulinganifu kama H2, Cl2, ambapo hakuna mtengano wa malipo. Walakini, elektroni husonga kila wakati katika molekuli hizi. Kwa hivyo, kunaweza kuwa na utengano wa malipo ya papo hapo ndani ya molekuli ikiwa elektroni inasonga kuelekea mwisho mmoja wa molekuli. Mwisho na elektroni utakuwa na chaji hasi kwa muda, ambapo mwisho mwingine utakuwa na chaji chanya. Dipolesi hizi za muda zinaweza kushawishi dipole kwenye molekuli ya jirani na baada ya hapo, mwingiliano kati ya nguzo zinazopingana unaweza kutokea. Mwingiliano wa aina hii unajulikana kama mwingiliano wa dipole uliochochewa na dipole. Zaidi ya hayo, kunaweza kuwa na mwingiliano kati ya dipole ya kudumu na dipole iliyochochewa au kati ya dipole mbili za kudumu. Mwingiliano huu wote wa molekuli hujulikana kama nguvu za Van der Waals.
Bondi za haidrojeni
Hidrojeni inapounganishwa kwenye atomi isiyopitisha umeme kama vile florini, oksijeni au nitrojeni, utangamano wa polar utatokea. Kwa sababu ya uwezo wa elektroni, elektroni zilizo katika dhamana zitavutiwa zaidi na atomi ya elektroni kuliko atomi ya hidrojeni. Kwa hivyo, atomi ya hidrojeni itapata chaji chanya kiasi, ilhali chembe chaji zaidi ya elektroni itapata chaji hasi nusu. Wakati molekuli mbili zilizo na mtengano huu wa chaji ziko karibu, kutakuwa na nguvu ya mvuto kati ya hidrojeni na atomi yenye chaji hasi. Kivutio hiki kinajulikana kama kuunganisha hidrojeni. Vifungo vya hidrojeni vina nguvu zaidi kuliko mwingiliano mwingine wa dipole, na huamua tabia ya molekuli. Kwa mfano, molekuli za maji zina uhusiano wa hidrojeni wa intermolecular. Molekuli moja ya maji inaweza kuunda vifungo vinne vya hidrojeni na molekuli nyingine ya maji. Kwa kuwa oksijeni ina jozi mbili pekee, inaweza kuunda vifungo viwili vya hidrojeni na hidrojeni iliyochajiwa vyema. Kisha molekuli mbili za maji zinaweza kujulikana kama dimer. Kila molekuli ya maji inaweza kushikamana na molekuli nyingine nne kwa sababu ya uwezo wa kuunganisha hidrojeni. Hii husababisha kiwango cha juu cha kuchemsha cha maji, ingawa molekuli ya maji ina uzito mdogo wa Masi. Kwa hiyo, nishati inayohitajika kuvunja vifungo vya hidrojeni wakati wanaenda kwenye awamu ya gesi ni ya juu. Zaidi ya hayo, vifungo vya hidrojeni huamua muundo wa kioo wa barafu. Mpangilio wa kipekee wa kimiani ya barafu huisaidia kuelea juu ya maji, hivyo hulinda viumbe vya majini katika kipindi cha baridi. Zaidi ya hayo, uunganishaji wa hidrojeni una jukumu muhimu katika mifumo ya kibaolojia. Muundo wa pande tatu wa protini na DNA hutegemea tu vifungo vya hidrojeni. Bondi za haidrojeni zinaweza kuharibiwa kwa kuongeza joto na nguvu za kiufundi.
Kuna tofauti gani kati ya Van der Waals Forces na Hydrogen Bond?
• Vifungo vya hidrojeni hutokea kati ya hidrojeni, ambayo imeunganishwa na atomi ya elektroni na atomi ya elektroni ya molekuli nyingine. Atomu hii ya kielektroniki inaweza kuwa florini, oksijeni au nitrojeni.
• Vikosi vya Van der Waals vinaweza kutokea kati ya dipole mbili za kudumu, dipole-induced dipole, au dipole mbili zilizochochewa.
• Ili nguvu za Van der Waals zifanyike, molekuli haipaswi kuwa na dipole, lakini uunganishaji wa haidrojeni hufanyika kati ya dipole mbili za kudumu.
• Vifungo vya haidrojeni vina nguvu zaidi kuliko nguvu za Van der Waals.
