molekulen arteko indarrakbiokimikafisiko-kimikafisika molekularra
Hidrogeno Lotura vs Van der Waals
Konparaketa honek hidrogeno loturen eta Van der Waals indarren arteko desberdintasunak aztertzen ditu, molekulen arteko bi erakarpen nagusiak direnak. Biak ezinbestekoak diren arren substantzien propietate fisikoak zehazteko, nabarmen desberdinak dira beren elektrostatikan, lotura-energian eta haien eraketarako beharrezkoak diren baldintza molekular espezifikoetan.
Nabarmendunak
Hidrogeno loturek 'emaile' atomo espezifikoak behar dituzte, Van der Waals indarrak, berriz, unibertsalak dira.
Hidrogeno loturak dira uraren eta izotzaren propietate berezien erantzule.
Van der Waals indarrak handitzen dira molekula baten tamaina eta azalera handitzen diren heinean.
Hidrogeno loturak Van der Waals dipolo aldi baterakoak baino askoz indartsuagoak eta egonkorragoak dira.
Zer da Hidrogeno lotura?
Dipolo-dipolo erakarpen indartsua hidrogenoa nitrogeno, oxigeno edo fluor bezalako atomo oso elektronegatiboei lotzen zaienean gertatzen da.
Elkarrekintza mota: Dipolo-dipolo sendoa
Elementu nagusia: Hidrogenoa (protoi emailea)
Indarra: 5 eta 30 kJ/mol artean
Baldintza: H lotura N, O edo F-ri
Izaera: Norabidea eta espezifikoa
Zer da Van der Waals indarrak?
Atomo eta molekula guztien arteko erakarpen ahul eta unibertsalak, elektroi-dentsitatearen aldi baterako gorabeherak eragindakoak.
Hidrogeno loturak dipolo sendo eta iraunkor batetik sortzen dira, hidrogenoari bere elektroi-dentsitatea kentzen dionean, oso elektronegatiboa den bizilagun batek (N, O edo F). Horrek molekulen inguruko bikote bakartietara erakartzen den protoi "biluzi" bat uzten du. Van der Waals indarrak, zehazki Londoneko sakabanaketa-indarrak, elektroien etengabeko mugimenduaren ondorioz sortzen dira, eta horrek une bateko dipolo keinukariak sortzen ditu, antzeko kargak eragiten dituztenak ondoko atomoetan.
Indar eta Energia Eskalak
Erakarpen kimikoen hierarkian, hidrogeno loturak Van der Waals indarrak baino hamar aldiz indartsuagoak dira gutxi gorabehera, baina lotura kobalenteak baino askoz ahulagoak dira oraindik. Van der Waals elkarrekintza bakarra hutsala den arren, indartsu bihur daitezke molekula handietan (polimeroetan bezala), non erakarpen txiki horietako milaka indar total esanguratsu bat osatzen duten.
Eragina propietate fisikoetan
Hidrogeno loturen presentziak azaltzen du zergatik den ura likido giro-tenperaturan gas bat baino; bero handia behar da erakarpen indartsu horiek hausteko. Alderantziz, Van der Waals indarrak dira Neon bezalako gas nobleak edo Metano bezalako molekula ez-polarrak likidotu ahal izateko arrazoi bakarra, nahiz eta hori tenperatura oso baxuetan bakarrik gertatzen den indarraren ahultasunagatik.
Espezifikotasuna eta norabidetasuna
Hidrogeno loturak oso norabidezkoak dira, hau da, atomoak geometria espezifiko batean lerrokatu behar dira lotura sendoena izan dadin, eta hori funtsezkoa da DNAren helize bikoitzeko egiturarako. Van der Waals indarrak ez-norazkoak eta unibertsalak dira; partikula guztiei eragiten dien estaldura itsaskor baten antzera jokatzen dute, haien orientazioa edozein dela ere, ukitzeko bezain hurbil badaude.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Hidrogeno lotura
Abantailak
+Ur likidoa ahalbidetzen du
+Bizi-forma konplexuak egonkortzen ditu
+Lotura espezifiko handia
+Aurreikus daitekeen norabide-geometria
Erabiltzailearen interfazea
−Atomo elektronegatibo espezifikoak behar ditu
−Molekula polarretara mugatuta
−Beroak erraz apurtzen du
−Energia-kostu handia hausteko
Van der Waals
Abantailak
+Substantzia guztietan eragiten du
+Polimeroen indar sumatiboa
+Gasa likuefakzioa ahalbidetzen du
+Gainazalarekiko atxikimendu azkarra errazten du
Erabiltzailearen interfazea
−Oso ahul banaka
−Distantziarekiko oso sentikorra
−Atomo txikietan aurreikusezina
−Erraz gainditzen da bibrazio bidez
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Hidrogeno loturak lotura kobalenteak bezalako "benetako" lotura kimikoak dira.
Errealitatea
"Lotura" izena izan arren, molekula arteko erakarpen sendoak dira, egia esan. Ez dute elektroien partekatzea edo transferentziarik eragiten espezie kimiko berri bat sortzeko, nahiz eta beste dipolo interakzio batzuk baino askoz indartsuagoak izan.
Mitologia
Van der Waals indarrak molekula ez-polarretan bakarrik existitzen dira.
Errealitatea
Van der Waals indarrak atomo eta molekula guztien artean existitzen dira, salbuespenik gabe. Molekula polarretan, dipolo-dipolo edo hidrogeno lotura bezalako indar handiagoek itzaltzen dituzte, besterik gabe.
Mitologia
Hidrogenoak lotura hauek edozein elementu elektronegatiborekin sor ditzake.
Errealitatea
Hidrogeno loturak nitrogeno, oxigeno eta fluorrera mugatzen dira bereziki. Kloro bezalako elementuek elektronegatibotasun handia dute, baina handiegiak dira hidrogeno atomoa benetako hidrogeno lotura bat eratzeko behar bezain hurbil egon ez dadin.
Mitologia
Van der Waals indarrak beti dira ahulegiak axola izateko.
Errealitatea
Sistema handietan, ezinbestekoak dira. Adibidez, gekoek beirazko gainazal bertikaletan ibil daitezke, behatz-ileen eta gainazalaren arteko milioika Van der Waals interakzioen efektu metatuari esker.
Sarritan Egindako Galderak
Zein da indartsuagoa, hidrogeno lotura ala Van der Waals indarra?
Hidrogeno lotura nabarmen indartsuagoa da, normalean hamar aldiz edo gehiagoz. Hidrogeno lotura baten indarra 5 eta 30 kJ/mol artekoa den bitartean, Van der Waals elkarrekintzak normalean 4 kJ/mol baino gutxiagokoak dira.
Urak ba al ditu Van der Waals indarrak?
Bai, ur molekulek Van der Waals indarrak jasaten dituzte, baina efektuak ia erabat estaltzen dituzte ondoko molekulen oxigeno eta hidrogeno atomoen artean sortzen diren hidrogeno lotura askoz indartsuagoek.
Zergatik da hain garrantzitsua hidrogeno lotura DNAn?
Hidrogeno-loturek DNA helize bikoitzaren bi kateak elkarrekin eusten dituzte. Nahikoa sendoak dira egitura mantentzeko, baina nahikoa ahulak DNAren erreplikazioan eta proteinen sintesian zehar entzimek "deskonprimitu" ditzaten.
Nola eragiten die pisu molekularrak Van der Waals-en indarrei?
Pisu molekularra handitzen den heinean, elektroi kopurua handitzen da, eta horrek elektroi-hodeia "polarizagarriagoa" bihurtzen du. Horrek dipolo aldi baterako indartsuagoak sortzen ditu eta, ondorioz, Van der Waals indar indartsuagoak.
Hidrogeno loturak hutsean sor daitezke?
Bai, hidrogeno loturak egiteko gai diren bi molekulak elkar erakarriko dute hutsean, nahikoa hurbil badaude. Hala ere, gas fasean, molekulak normalean urrunegi egoten dira indar horiek nabarmen agertzeko.
Zergatik da izotza ura baino dentsitate txikiagoa lotura hauengatik?
Ura izozten den heinean, hidrogeno loturek molekulak sare hexagonal finko batean sartzen dituzte, eta horrek likido egoeran baino distantzia handiagoa mantentzen ditu. Horrek espazio irekia sortzen du egituran, eta izotza inguruko ur likidoa baino dentsitate gutxiagokoa bihurtzen du.
Londresko dispertsio-indarrak Van der Waals-enak berdinak al dira?
Londresko dispertsio-indarrak Van der Waals indar mota espezifiko bat dira. Kimikako testuinguru askotan, 'Van der Waals' terminoa erabiltzen da dispertsio-indarrak, dipolo-dipolo elkarrekintzak eta induzitutako dipolo elkarrekintzak barne hartzen dituen termino orokor gisa.
Zer gertatzen zaie indar hauei tenperatura altuetan?
Tenperatura altuetan, molekulen energia zinetikoa handitzen da. Energia zinetikoak hidrogeno loturen edo Van der Waals indarren erakarpen-energia gainditzen duenean, substantziak egoera solidotik likidora edo likidotik gasera aldatuko da.
Epaia
Substantzia polarretan dauden irakite-puntu altuak eta forma molekular espezifikoak azaltzeko, hidrogeno-loturak aukeratu. Van der Waals indarrak erabili partikula guztien arteko itsaskortasun unibertsala deskribatzeko, batez ere gas ez-polarretan eta molekula organiko handien egitura-osotasunean.