ファンデルワールス結合
液体水中の水分子は静電力によって互いに引き付けられ、これらの力はファンデルワールス力またはファンデルワールス結合と呼ばれています。水分子は全体として電気的に中性ですが、分子内の電荷の分布は対称ではなく、双極子モーメント(正と負の電荷中心の微視的分離)につながります。これは、そのような極性分子間の正味の引力につながり、水分子の凝集で発現を見つけ、粘度と表面張力に寄与します。おそらく、ファンデルワールス力は、熱攪拌が100°Cでそれらのファンデルワールス結合を破壊するのに十分なほど激しくなるまで、水を液体状態に保つものであると言っても過言ではありません。冷却すると、分子間の残留静電力により、ほとんどの物質が液化し、最終的に固化します(大気圧で固体になることのないヘリウムを除く)。
水素結合はファンデルワールス結合の例ですこれは、水の特性と生化学におけるその挙動に非常に重要です。これは、水素と他の原子との間の結合との双極子-双極子相互作用に起因します。水素は、分子自体の正味電荷がゼロであっても、酸素、窒素、フッ素などの電気分解性の高い原子と結合している他の原子に対してわずかに正になります。
非極性分子でさえ、いくつかのファンデルワールス結合を経験します。これは、分極可能であることに起因する可能性があります。分子には永続的な双極子モーメントがありませんが、時間とともに変化または振動する瞬間的な双極子モーメントを持つ可能性があります。分子の双極子モーメントのこれらの変動は、分子間の正味の引力につながり、四塩化炭素などの非極性物質が液体を形成できるようにします。双極子電界の結果は、1つの瞬間的な双極子からの電界が、隣接する分子を分極して引き付けられる傾向があることを示しています。 。(これは、磁石のどの極がペーパークリップに近づいたかに関係なく発生します。)非極性液体の弱いファンデルワールス力は、低い表面張力と低い沸点で現れる可能性があります。