Van-der-Waals-Bindung
Die van-der-Waals-Bindung ist eine Intermolekulare Wechselwirkung, die auf der van-der-Waals-Kraft basiert.Die van-der-Waals-Kraft, benannt nach dem Physiker Johannes Diderik van der Waals, ist eine im Vergleich zur Kovalenzbindung schwache Kraft, die Moleküle bzw. Atome, die kein permanentes Dipolmoment besitzen, aufeinander ausüben. Durch die Elektronenbewegung in der Atomhülle kommt es temporär zu unsymmetrischen Ladungsverteilungen im Atom. Das bedeutet einfach ausgedrückt, dass sich zu einem bestimmten Zeitpunkt wesentlich mehr Elektronen, und damit negative Ladung, auf der einen Seite des Atoms befinden als auf der gegenüberliegenden Seite. Dadurch wird das Atom zu einem temporären Dipol mit einer positiven bzw. negativen Partialladung. Die van-der-Waals-Kraft ist nun die elektrische Anziehungskraft zwischen zwei temporären Dipolen. Kommen sich nun zwei Atome bzw. Moleküle nahe genug, so kann eine der folgenden Situationen eintreten.
- Ein temporärer Dipol trifft auf ein Atom, dass ebenfalls eine temporäre Ladungsverschiebung aufweist: die Atome ziehen sich an.
- Ein temporärer Dipol trifft auf ein Atom ohne Partialladung: der Dipol induziert in den Nicht-Dipol ein dem seinen entgegengeseztes Dipolmoment wodurch ebenfalls wieder eine Anziehungkraft zwischen beiden Atomen besteht.
Grundsätzlich nimmt die van-der-Waals-Kraft bzw. der Einfluss der van-der-Waals-Bindung auf die Wechselwirkung von Molekülen mit steigender molarer Masse und Oberfläche des Moleküls zu. Besonders wirksam und damit relevant für den Aggregatszustand bei gegebener Temperatur werden die van-der-Waals-Kräfte bei langkettigen organischen Verbindungen (beispielsweise den Alkanen), weil diese Verbindungen zugleich eine große Oberfläche und molare Masse besitzen. Anschaulich lässt sich der Einfluss der van-der-Waals-Kräfte beispielsweise bei den Alkanen exemplarisch nachvollziehen. Hier nimmt der Schmelzpunkt proportional zur molaren Masse, und damit auch proportional zur Länger der Kohlenwasserstoff-Kette, zu.
Van-der-Waals-Bindungen sind neben den Wasserstoffbrückenbindungen auch dafür verantwortlich, dass Wasser unter Normbedingungen flüssig und nicht gasförmig ist.
Siehe auch: van der Waals-Gleichung, Van der Waals-Radius, Johannes Diderik van der Waals, Wasserstoffbrückenbindung