hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu en hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu en en en en en en en hu hu en en hu fr ru en hu hu sk hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu de hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu en nl ar az ru bg bn hbs_lat ca mzn hbs_lat da de el eo es et eu fa fi fr de lt he hi hbs_lat hy id it ja kk ko ms nl nb nb fr pt ro ru hbs_lat si en sl sq hbs_lat sv ta th tr fy uz vi zh zh zh hu hu hu hu hu hu hu hu hu hu
Van der Waals-erők – Wikipédia
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ez a közzétett változat, ellenőrizve: 2022. június 22.
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Az egymástól a kémiai kötés távolságánál távolabb lévő molekulák kölcsönhatásait összefoglalóan van der Waals-erőknek, más megfogalmazásban van der Waals-kölcsönhatásoknak nevezik. A kölcsönhatásban levő molekulák természetétől függően megkülönböztethetünk irányítási, indukciós és diszperziós erőket.[1] Sok molekulát nem csak egyféle másodlagos kölcsönhatás tart egyben a kondenzált állapotában, hanem ezeknek a dipólus-alapú kölcsönhatásoknak bizonyos kombinációja.[2] A van der Waals-kölcsönhatások az elsőrendű kémiai kötéseknél néhány nagyságrenddel gyengébbek.
Az anyagot felépítő részecskék közötti kölcsönhatások jellegükben és erősségükben igen eltérőek. Az anyagokban a kötési energia 107–10−3 eV tartományban található. A nukleonok közötti kötések a legerősebbek, és a leggyengébbek a semleges He-atomok között ható diszperziós erők.
A van der Waals-erőket Johannes Diderik van der Waals (1837–1923) Nobel-díjas (1910) holland fizikusról nevezték el.[3]
1 Permanens dipól-permanens dipól kölcsönhatás (orientációs kölcsönhatás, Keesom-erő)
2 Permanens dipól-indukált dipól kölcsönhatás (indukciós kölcsönhatás, Debye-erő)
3 Indukált dipól-indukált dipól kölcsönhatás (diszperziós kölcsönhatás, London-féle erő)
Permanens dipól-permanens dipól kölcsönhatás (orientációs kölcsönhatás, Keesom-erő)[szerkesztés]
Állandó p elektromos dipólusmomentumú molekulák között dipólus-dipólus kölcsönhatás alakul ki. Az egyik molekula dipólusának tere irányítja a többi molekulát. A molekulák hőmozgása következtében azonban ez a beállás a dipólus elektromos terének irányába csak részleges, a hőmérséklet növekedésével, a hőmozgás erősödésével csökken a kölcsönhatás erőssége. Az orientációs kölcsönhatási energia a nyomás negyedik hatványával arányos (Eor ~ p4).
Permanens dipól-indukált dipól kölcsönhatás (indukciós kölcsönhatás, Debye-erő)[szerkesztés]
A dipólusmolekuláknak nemcsak irányító hatásuk van. A molekulák elektronfelhőjére kifejtett taszító- vagy vonzóerők megváltoztatják a molekulák elektromos dipólusmomentumát, vagy ha ez nem volt, indukált elektromos dipólusmomentumot hoznak létre (polarizációs hatás). Az indukált p i n d {\displaystyle p_{ind}} elektromos dipólusmomentum:
p i n d = a E {\displaystyle p_{ind}=\alpha E}
Ahol a {\displaystyle \alpha } a dipólussal nem rendelkező molekula polarizálhatósága, E a dipólusmolekula által keltett elektromos térerősség.
Az indukált kölcsönhatási energia nem függ a hőmérséklettől.
Indukált dipól-indukált dipól kölcsönhatás (diszperziós kölcsönhatás, London-féle erő)[szerkesztés]
Nagynyomású gázok tanulmányozása azt mutatja, hogy elektromos dipólusmomentummal nem rendelkező atomok, például nemesgázok között is hatnak erők. Erre bizonyíték, hogy cseppfolyósítani lehet őket, és meg is szilárdulhatnak. Spektroszkópiai úton gázhalmazállapotban kétatomos képződmények, úgynevezett van der Waals-molekulák (He2, Ne2, Ar2, Xe2) létezését is sikerült kimutatni. Ezek az úgynevezett diszperziós erők csak a kvantummechanika segítségével írhatók le.
A diszperziós kölcsönhatások annak következtében lépnek fel, hogy az atomban (molekulában) a másik atom (molekula) elektronjainak rezgései gerjesztett elektronrezgéseket indukálnak. A szomszédos atomok (molekulák) elektronjainak rezgései azonos fázisúak, és így a két atom (molekula) közti vonzáshoz vezetnek. A diszperziós energia nagyságát a zéruspont-energia határozza meg, ha az atomokat (molekulákat) lineáris harmonikus oszcillátornak tekintjük. A diszperziós intermolekuláris erők sok makroszkopikus jelenség kiváltói: adhézió, kohéziós erő, kapilláris jelenségek, kolloid részecskék aggregációja stb.
A gekkófélék azon tulajdonságát, hogy sima üvegen is képesek függeszkedni, mászni, a van der Waals-erőknek tulajdonítják. A legtöbb gekkó végtagjain nagyon finom sörtékből álló tapadólemezkék találhatók.[4] Egy későbbi tanulmány úgy találta, hogy a kapilláris tapadás is szerepet játszhat,[5] de ezt később megcáfolták.[6][7][8]
↑ Archivált másolat. [2016. június 9-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2016. május 21.)
↑ Andreas Hofmann. Physical Chemistry Essentials. Springer International Publishing AG (2018). ISBN 978-3-319-74167-3
↑ Autumn, K. et al. (2002). „Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae”. Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (19), 12252–6. o. DOI:10.1073/pnas.192252799. PMID 12198184.
↑ Huber, G., et al. (2005). „Evidence for capillarity contributions to gecko adhesion from single spatula nanomechanical measurements”. Proceedings of the National Academy of Sciences 102 (45), 16293–6. o. DOI:10.1073/pnas.0506328102. PMID 16260737.
↑ Chen, B. (2010). „An alternative explanation of the effect of humidity in gecko adhesion: stiffness reduction enhances adhesion on a rough surface”. Int JAppl Mech 2, 1–9. o. DOI:10.1142/s1758825110000433.
↑ Puthoff, J. B., et al. (2010). „Changes in materials properties explain the effects of humidity on gecko adhesion”. J Exp Biol 213 (21), 3699–3704. o. DOI:10.1242/jeb.047654.
↑ Prowse, M. S., et al. (2011). „Effects of humidity on the mechanical properties of gecko setae”. Acta Biomater 7 (2), 733–738. o. DOI:10.1016/j.actbio.2010.09.036. PMID 20920615.
Erostyák János, Kozma László, Bergou János, Pintér Ferenc: Fénytan - Relativitáselmélet - Atomhéjfizika. (hely nélkül): Typotex Kiadó. 2003. ISBN 9789639542006
Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Van_der_Waals-erők&oldid=25038155”
Hivatkozás erre a változatra
Hogyan hivatkozz erre a lapra?
A lap utolsó módosítása: 2022. június 22., 11:27
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.