यह तुलना हाइड्रोजन बॉन्ड और वैन डेर वाल्स फोर्स, दो मुख्य इंटरमॉलिक्यूलर अट्रैक्शन के बीच अंतर को दिखाती है। हालांकि दोनों ही चीज़ों के फिजिकल गुण तय करने के लिए ज़रूरी हैं, लेकिन वे अपने इलेक्ट्रोस्टैटिक्स, बॉन्ड एनर्जी और उनके बनने के लिए ज़रूरी खास मॉलिक्यूलर कंडीशन में काफी अलग होते हैं।
एक मज़बूत डाइपोल-डाइपोल अट्रैक्शन तब होता है जब हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, या फ्लोरीन जैसे बहुत ज़्यादा इलेक्ट्रोनेगेटिव एटम से जुड़ा होता है।
इलेक्ट्रॉन डेंसिटी में कुछ समय के उतार-चढ़ाव की वजह से सभी एटम और मॉलिक्यूल के बीच कमज़ोर, यूनिवर्सल अट्रैक्शन होता है।
| विशेषता | हाइड्रोजन बॉन्ड | वैन डेर वाल्स बल |
|---|---|---|
| ताकत की क्षमता | सबसे मजबूत अंतर-आणविक बल | सबसे कमज़ोर अंतरआणविक बल |
| शामिल पदार्थ | HN, HO, या HF बंधों वाले अणु | सभी परमाणु और अणु |
| स्थायित्व | स्थायी द्विध्रुवीय अंतःक्रिया | अक्सर अस्थायी या उतार-चढ़ाव वाला |
| क्वथनांक पर प्रभाव | क्वथनांक में उल्लेखनीय वृद्धि | क्वथनांक में मामूली योगदान |
| दूरी निर्भरता | कम दूरी पर कार्य करता है | अत्यंत कम दूरी पर कार्य करता है |
| जीव विज्ञान में भूमिका | डीएनए बेस पेयरिंग और प्रोटीन फोल्डिंग | झिल्ली स्थिरता और एंजाइम बंधन |
हाइड्रोजन बॉन्डिंग एक परमानेंट, मज़बूत डाइपोल से बनती है, जो तब बनता है जब हाइड्रोजन से उसकी इलेक्ट्रॉन डेंसिटी एक बहुत इलेक्ट्रोनेगेटिव पड़ोसी (N, O, या F) छीन लेता है। इससे एक 'नेकेड' प्रोटॉन बचता है जो पास के मॉलिक्यूल्स पर लोन पेयर्स की तरफ़ बहुत ज़्यादा अट्रैक्ट होता है। वैन डेर वाल्स फ़ोर्स, खासकर लंदन डिस्पर्शन फ़ोर्स, इलेक्ट्रॉन्स की लगातार मोशन से बनते हैं, जो कुछ समय के लिए, टिमटिमाते हुए डाइपोल बनाते हैं जो आस-पास के एटम में वैसे ही चार्ज पैदा करते हैं।
केमिकल अट्रैक्शन के क्रम में, हाइड्रोजन बॉन्ड आम वैन डेर वाल्स फोर्स से लगभग दस गुना ज़्यादा मज़बूत होते हैं, लेकिन फिर भी कोवैलेंट बॉन्ड से काफ़ी कमज़ोर होते हैं। जबकि एक वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन बहुत कम होता है, वे बड़े मॉलिक्यूल्स (जैसे पॉलीमर) में शक्तिशाली हो सकते हैं, जहाँ हज़ारों ये छोटे अट्रैक्शन मिलकर एक महत्वपूर्ण टोटल फोर्स बनाते हैं।
हाइड्रोजन बॉन्डिंग की मौजूदगी बताती है कि पानी रूम टेम्परेचर पर गैस के बजाय लिक्विड क्यों होता है; इन मज़बूत अट्रैक्शन को तोड़ने के लिए इसे काफ़ी गर्मी की ज़रूरत होती है। इसके उलट, वैन डेर वाल्स फ़ोर्स ही एकमात्र कारण है कि नियॉन जैसी नोबल गैसें या मीथेन जैसे नॉन-पोलर मॉलिक्यूल्स लिक्विड हो सकते हैं, हालांकि यह फ़ोर्स की कमज़ोरी के कारण बहुत कम टेम्परेचर पर ही होता है।
हाइड्रोजन बॉन्ड बहुत ज़्यादा डायरेक्शनल होते हैं, जिसका मतलब है कि बॉन्ड के सबसे मज़बूत होने के लिए एटम को एक खास ज्योमेट्री में अलाइन होना चाहिए, जो DNA के डबल-हेलिक्स स्ट्रक्चर के लिए ज़रूरी है। वैन डेर वाल्स फोर्स नॉन-डायरेक्शनल और यूनिवर्सल होते हैं; वे एक 'चिपचिपी' कोटिंग की तरह काम करते हैं जो सभी पार्टिकल्स पर असर डालती है, चाहे उनका ओरिएंटेशन कुछ भी हो, बशर्ते वे छूने के लिए काफी पास हों।
हाइड्रोजन बॉन्ड, कोवैलेंट बॉन्ड की तरह 'असली' केमिकल बॉन्ड होते हैं।
'बॉन्ड' नाम के बावजूद, वे असल में मज़बूत इंटरमॉलिक्यूलर अट्रैक्शन होते हैं। इनमें नई केमिकल स्पीशीज़ बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन्स की शेयरिंग या ट्रांसफर शामिल नहीं होता, हालांकि वे दूसरे डाइपोल इंटरैक्शन से कहीं ज़्यादा मज़बूत होते हैं।
वैन डेर वाल्स फोर्स केवल नॉन-पोलर मॉलिक्यूल्स में मौजूद होते हैं।
वैन डेर वाल्स फोर्स बिना किसी अपवाद के सभी एटम और मॉलिक्यूल के बीच मौजूद होते हैं। पोलर मॉलिक्यूल में, वे डाइपोल-डाइपोल या हाइड्रोजन बॉन्डिंग जैसे मज़बूत फोर्स के आगे दब जाते हैं।
हाइड्रोजन किसी भी इलेक्ट्रोनेगेटिव एलिमेंट के साथ ये बॉन्ड बना सकता है।
हाइड्रोजन बॉन्डिंग खास तौर पर नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और फ्लोरीन तक ही सीमित है। क्लोरीन जैसे एलिमेंट्स में ज़्यादा इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है, लेकिन वे इतने बड़े होते हैं कि हाइड्रोजन एटम को असली हाइड्रोजन बॉन्ड बनाने के लिए काफी पास नहीं आने देते।
वैन डेर वाल्स फोर्स हमेशा बहुत कमज़ोर होती हैं।
बड़े सिस्टम में, वे बहुत ज़रूरी होते हैं। उदाहरण के लिए, गेको सीधी कांच की सतहों पर चल सकते हैं क्योंकि उनके पैर के बालों और सतह के बीच लाखों वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन का कुल असर होता है।
पोलर सब्सटेंस में हाई बॉइलिंग पॉइंट और खास मॉलिक्यूलर शेप को समझाने के लिए हाइड्रोजन बॉन्डिंग चुनें। सभी पार्टिकल्स के बीच यूनिवर्सल 'स्टिकीनेस', खासकर नॉन-पोलर गैसों में और बड़े ऑर्गेनिक मॉलिक्यूल्स की स्ट्रक्चरल इंटीग्रिटी को समझाने के लिए वैन डेर वाल्स फोर्स का इस्तेमाल करें।
टाइट्रेशन और ग्रेविमेट्रिक एनालिसिस क्लासिकल क्वांटिटेटिव केमिस्ट्री के दो आधार हैं, जो किसी चीज़ का कंसंट्रेशन पता लगाने के लिए अलग-अलग रास्ते बताते हैं। जहाँ टाइट्रेशन केमिकल इक्विलिब्रियम तक पहुँचने के लिए लिक्विड वॉल्यूम के सटीक माप पर निर्भर करता है, वहीं ग्रेविमेट्रिक एनालिसिस किसी खास कॉम्पोनेंट को अलग करने और उसका वज़न करने के लिए मास माप की पक्की सटीकता का इस्तेमाल करता है।
किसी भी केमिकल प्रोसेस में, रिएक्टेंट्स शुरुआती चीज़ें होती हैं जिनमें बदलाव होता है, जबकि प्रोडक्ट्स उस बदलाव से बनने वाले नए पदार्थ होते हैं। यह रिश्ता मैटर और एनर्जी के फ्लो को बताता है, जो रिएक्शन के दौरान केमिकल बॉन्ड के टूटने और बनने से कंट्रोल होता है।
हालांकि वे असल में जुड़े हुए हैं, अमीनो एसिड और प्रोटीन बायोलॉजिकल कंस्ट्रक्शन के अलग-अलग स्टेज दिखाते हैं। अमीनो एसिड अलग-अलग मॉलिक्यूलर बिल्डिंग ब्लॉक्स के तौर पर काम करते हैं, जबकि प्रोटीन कॉम्प्लेक्स, फंक्शनल स्ट्रक्चर होते हैं जो तब बनते हैं जब ये यूनिट्स एक खास सीक्वेंस में एक साथ जुड़कर किसी जीवित जीव के अंदर लगभग हर प्रोसेस को पावर देते हैं।
वैसे तो सारी बारिश एटमॉस्फियर में कार्बन डाइऑक्साइड की वजह से थोड़ी एसिडिक होती है, लेकिन इंडस्ट्रियल पॉल्यूटेंट्स की वजह से एसिड रेन का pH लेवल काफी कम होता है। ज़िंदगी देने वाली बारिश और कोरोसिव डिपॉज़िशन के बीच केमिकल थ्रेशहोल्ड को समझना यह समझने के लिए ज़रूरी है कि इंसानी एक्टिविटी उस वॉटर साइकिल को कैसे बदल देती है जिस पर हम ज़िंदा रहने के लिए निर्भर हैं।
हालांकि दोनों प्रोसेस में लिक्विड सॉल्यूशन से सॉलिड निकलता है, लेकिन लैब और इंडस्ट्री में ये बहुत अलग-अलग रोल निभाते हैं। प्रेसिपिटेशन एक तेज़, अक्सर एग्रेसिव रिएक्शन है जिसका इस्तेमाल लिक्विड से सब्सटेंस को अलग करने के लिए किया जाता है, जबकि क्रिस्टलाइज़ेशन एक सब्र वाला, कंट्रोल्ड आर्ट है जिसका इस्तेमाल ऑर्गनाइज़्ड इंटरनल स्ट्रक्चर वाले हाई-प्योरिटी सॉलिड बनाने के लिए किया जाता है।
