Van-der-Waals-Bindung
Wassermoleküle in flüssigem Wasser werden durch elektrostatische Kräfte voneinander angezogen, und diese Kräfte wurden als Van-der-Waals-Kräfte oder Van-der-Waals-Bindungen beschrieben. Obwohl das Wassermolekül insgesamt elektrisch neutral ist, ist die Ladungsverteilung im Molekül nicht symmetrisch und führt zu einem Dipolmoment – einer mikroskopischen Trennung der positiven und negativen Ladungszentren. Dies führt zu einer Nettoanziehung zwischen solchen polaren Molekülen, die sich in der Kohäsion von Wassermolekülen ausdrückt und zur Viskosität und Oberflächenspannung beiträgt. Vielleicht kann man mit Recht sagen, dass Van-der-Waals-Kräfte das Wasser im flüssigen Zustand halten, bis die thermische Bewegung so heftig wird, dass diese Van-der-Waal-Bindungen bei 100 ° C aufgebrochen werden. Beim Abkühlen führen elektrostatische Restkräfte zwischen Molekülen dazu, dass sich die meisten Substanzen verflüssigen und schließlich verfestigen (mit Ausnahme von Helium, das bei atmosphärischem Druck niemals fest wird). Die Wasserstoffbindung ist ein Beispiel für die Van-der-Waals-Bindung Dies hat eine große Bedeutung für die Eigenschaften von Wasser und sein Verhalten in der Biochemie. Es wird den Dipol-Dipol-Wechselwirkungen mit Bindungen zwischen Wasserstoff und anderen Atomen zugeschrieben. Der Wasserstoff ist in Bezug auf das andere Atom in einer Bindung mit Atomen wie Sauerstoff, Stickstoff und Fluor, die eine hohe Elektronegativität aufweisen, leicht positiv, obwohl das Molekül selbst eine Nettoladung von Null aufweist.
Sogar unpolare Moleküle erfahren eine Van-der-Waals-Bindung, die auf ihre Polarisierbarkeit zurückzuführen ist. Obwohl die Moleküle keine permanenten Dipolmomente haben, können sie momentane Dipolmomente haben, die sich mit der Zeit ändern oder schwingen. Diese Schwankungen der molekularen Dipolmomente führen zu einer Nettoanziehung zwischen Molekülen, die es unpolaren Substanzen wie Tetrachlorkohlenstoff ermöglichen, Flüssigkeiten zu bilden des elektrischen Dipolfeldes zeigt, dass das elektrische Feld eines augenblicklichen Dipols dazu neigt, ein benachbartes Molekül so zu polarisieren, dass es angezogen wird – eine Art elektrisches Analogon zu einem Stabmagneten, der eine Büroklammer magnetisiert, so dass es vom Magneten angezogen wird (Dies geschieht unabhängig davon, welcher Pol des Magneten in die Nähe der Büroklammer gebracht wird.) Die schwächeren Van-der-Waals-Kräfte in unpolaren Flüssigkeiten können sich in einer niedrigen Oberflächenspannung und niedrigen Siedepunkten äußern.