بین سالماتی قوتیںبائیو کیمسٹریجسمانی کیمسٹریمالیکیولر فزکس
ہائیڈروجن بانڈ بمقابلہ وان ڈیر والز
یہ موازنہ ہائیڈروجن بانڈز اور وان ڈیر والز فورسز کے درمیان فرق کو تلاش کرتا ہے، جو دو بنیادی بین سالماتی کشش ہیں۔ اگرچہ دونوں مادوں کی طبعی خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے ضروری ہیں، لیکن وہ اپنے الیکٹرو سٹیٹکس، بانڈ انرجی، اور ان کی تشکیل کے لیے درکار مخصوص مالیکیولر حالات میں نمایاں طور پر مختلف ہیں۔
اہم نکات
ہائیڈروجن بانڈز کو مخصوص 'ڈونر' ایٹموں کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ وان ڈیر والز کی قوتیں عالمگیر ہیں۔
ہائیڈروجن بانڈنگ پانی اور برف کی منفرد خصوصیات کے لیے ذمہ دار ہے۔
وان ڈیر والز قوتوں میں اضافہ ہوتا ہے جیسے جیسے مالیکیول کا سائز اور سطح کا رقبہ بڑھتا ہے۔
ہائیڈروجن بانڈز عارضی وان ڈیر والز ڈوپولز کے مقابلے میں نمایاں طور پر مضبوط اور زیادہ مستحکم ہیں۔
ہائیڈروجن بانڈ کیا ہے؟
ہائیڈروجن کو نائٹروجن، آکسیجن، یا فلورین جیسے انتہائی برقی منفی ایٹموں کے ساتھ منسلک ہونے پر ایک مضبوط ڈوپول-ڈپول کشش پیدا ہوتی ہے۔
تعامل کی قسم: مضبوط ڈوپول-ڈپول
کلیدی عنصر: ہائیڈروجن (پروٹون ڈونر)
طاقت: 5 سے 30 kJ/mol
ضرورت: H کو N، O، یا F سے منسلک کیا گیا ہے۔
نوعیت: دشاتمک اور مخصوص
وان ڈیر والز فورسز کیا ہے؟
الیکٹران کی کثافت میں عارضی اتار چڑھاو کی وجہ سے تمام ایٹموں اور مالیکیولز کے درمیان کمزور، عالمگیر کشش۔
تعامل کی قسم: بازی/حوصلہ افزائی ڈوپول
کلیدی عنصر: الیکٹران کلاؤڈ کی پولرائزیبلٹی
طاقت: 0.4 سے 4 kJ/mol
ضرورت: تمام ایٹموں / مالیکیولز میں موجود ہے۔
فطرت: غیر دشاتمک اور عالمگیر
موازنہ جدول
خصوصیت
ہائیڈروجن بانڈ
وان ڈیر والز فورسز
رشتہ دار طاقت
سب سے مضبوط بین سالماتی قوت
سب سے کمزور بین سالماتی قوت
شامل مادہ
HN، HO، یا HF بانڈز والے مالیکیولز
تمام ایٹم اور مالیکیول
مستقل مزاجی
مستقل ڈوپول تعامل
اکثر عارضی یا اتار چڑھاؤ
بوائلنگ پوائنٹ پر اثر
نمایاں طور پر ابلتے پوائنٹس کو بڑھاتا ہے۔
ابلتے پوائنٹس میں معمولی شراکت
فاصلاتی انحصار
مختصر رینجز پر کام کرتا ہے۔
انتہائی مختصر رینجز پر کام کرتا ہے۔
حیاتیات میں کردار
ڈی این اے بیس جوڑی اور پروٹین فولڈنگ
جھلی کی استحکام اور انزائم بائنڈنگ
تفصیلی موازنہ
فورس کی اصلیت
ہائیڈروجن بانڈنگ ایک مستقل، مضبوط ڈوپول سے پیدا ہوتی ہے جب ہائیڈروجن کو اس کے الیکٹران کی کثافت ایک انتہائی برقی ہمسایہ (N، O، یا F) کے ذریعے چھین لی جاتی ہے۔ اس سے ایک 'ننگے' پروٹون نکلتا ہے جو قریبی مالیکیولز پر اکیلے جوڑوں کی طرف مضبوطی سے متوجہ ہوتا ہے۔ وان ڈیر والز فورسز، خاص طور پر لندن ڈسپریشن فورسز، الیکٹرانوں کی مسلسل حرکت کے نتیجے میں، جو لمحاتی، ٹمٹماتے ڈوپولز کو تخلیق کرتی ہیں جو پڑوسی ایٹموں میں اسی طرح کے چارجز کو جنم دیتے ہیں۔
طاقت اور توانائی کے پیمانے
کیمیائی کشش کے درجہ بندی میں، ہائیڈروجن بانڈز عام وان ڈیر والز قوتوں سے تقریباً دس گنا زیادہ مضبوط ہوتے ہیں لیکن ہم آہنگی بانڈز سے اب بھی نمایاں طور پر کمزور ہوتے ہیں۔ جب کہ ایک واحد وان ڈیر والز کا تعامل نہ ہونے کے برابر ہے، وہ بڑے مالیکیولز (جیسے پولیمر) میں طاقتور بن سکتے ہیں جہاں ان میں سے ہزاروں چھوٹے پرکشش مقامات ایک اہم کل قوت کے برابر ہوتے ہیں۔
جسمانی خصوصیات پر اثر
ہائیڈروجن بانڈنگ کی موجودگی بتاتی ہے کہ کمرے کے درجہ حرارت پر پانی گیس کی بجائے مائع کیوں ہے؛ ان مضبوط کشش کو توڑنے کے لیے اسے کافی گرمی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، وان ڈیر والز کی قوتیں ہی واحد وجہ ہیں کہ نیون جیسی عظیم گیسیں یا میتھین جیسے غیر قطبی مالیکیول بالکل مائع ہو سکتے ہیں، حالانکہ یہ قوت کی کمزوری کی وجہ سے انتہائی کم درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔
خصوصیت اور سمتیت
ہائیڈروجن بانڈز انتہائی دشاتمک ہوتے ہیں، یعنی بانڈ کے مضبوط ترین ہونے کے لیے ایٹموں کو ایک مخصوص جیومیٹری میں منسلک ہونا چاہیے، جو ڈی این اے کے ڈبل ہیلکس ڈھانچے کے لیے اہم ہے۔ وان ڈیر والز فورسز غیر دشاتمک اور آفاقی ہیں۔ وہ ایک 'چپچپا' کوٹنگ کی طرح کام کرتے ہیں جو تمام ذرات کو متاثر کرتی ہے قطع نظر ان کی سمت، بشرطیکہ وہ چھونے کے لیے کافی قریب ہوں۔
فوائد اور نقصانات
ہائیڈروجن بانڈ
فوائد
+مائع پانی کو قابل بناتا ہے۔
+پیچیدہ زندگی کی شکلوں کو مستحکم کرتا ہے۔
+بائنڈنگ میں اعلی خاصیت
+متوقع سمتاتی جیومیٹری
کونس
−مخصوص برقی منفی ایٹموں کی ضرورت ہوتی ہے۔
−قطبی مالیکیولز تک محدود
−گرمی سے آسانی سے خلل پڑتا ہے۔
−توڑنے کے لئے اعلی توانائی کی قیمت
وان ڈیر والز
فوائد
+ہر مادہ پر عمل کرتا ہے۔
+پولیمر میں مجموعی طاقت
+گیس کی مائعات کی اجازت دیتا ہے۔
+تیزی سے سطح آسنجن کو سہولت فراہم کرتا ہے۔
کونس
−انفرادی طور پر انتہائی کمزور
−انتہائی دوری کے لیے حساس
−چھوٹے ایٹموں میں غیر متوقع
−کمپن سے آسانی سے قابو پانا
عام غلط فہمیاں
افسانیہ
ہائیڈروجن بانڈز 'حقیقی' کیمیائی بانڈز ہیں جیسے ہم آہنگی بانڈز۔
حقیقت
'بانڈ' نام کے باوجود، یہ دراصل مضبوط بین سالماتی کشش ہیں۔ ان میں ایک نئی کیمیائی نوع کی تشکیل کے لیے الیکٹرانوں کا اشتراک یا منتقلی شامل نہیں ہے، حالانکہ وہ دوسرے ڈوپول تعاملات سے کہیں زیادہ مضبوط ہیں۔
افسانیہ
وان ڈیر والز کی قوتیں صرف غیر قطبی مالیکیولز میں موجود ہیں۔
حقیقت
وین ڈیر والز کی قوتیں بغیر کسی استثنا کے تمام ایٹموں اور مالیکیولز کے درمیان موجود ہیں۔ قطبی مالیکیولز میں، وہ محض ڈپول-ڈپول یا ہائیڈروجن بانڈنگ جیسی مضبوط قوتوں کے زیر سایہ ہوتے ہیں۔
افسانیہ
ہائیڈروجن ان بانڈز کو کسی بھی برقی منفی عنصر کے ساتھ تشکیل دے سکتا ہے۔
حقیقت
ہائیڈروجن بانڈنگ خاص طور پر نائٹروجن، آکسیجن اور فلورین تک محدود ہے۔ کلورین جیسے عناصر میں الیکٹرونگیٹیویٹی زیادہ ہوتی ہے لیکن وہ اتنے بڑے ہوتے ہیں کہ ہائیڈروجن ایٹم کو صحیح ہائیڈروجن بانڈ بنانے کے لیے کافی قریب پہنچ سکے۔
افسانیہ
وان ڈیر والز کی قوتیں ہمیشہ بہت کمزور ہوتی ہیں۔
حقیقت
بڑے نظاموں میں، وہ اہم ہیں۔ مثال کے طور پر، گیکو عمودی شیشے کی سطحوں پر چل سکتے ہیں کیونکہ ان کے پیر کے بالوں اور سطح کے درمیان لاکھوں وان ڈیر والز کے تعامل کے مجموعی اثر کی وجہ سے۔
عمومی پوچھے گئے سوالات
کون سا مضبوط ہے، ہائیڈروجن بانڈ یا وان ڈیر والز فورس؟
ایک ہائیڈروجن بانڈ نمایاں طور پر مضبوط ہوتا ہے، عام طور پر دس یا اس سے زیادہ کے عنصر سے۔ جبکہ ایک ہائیڈروجن بانڈ کی حد 5 سے 30 kJ/mol تک ہوتی ہے، Van der Waals کے تعاملات عام طور پر 4 kJ/mol سے کم ہوتے ہیں۔
کیا پانی میں وان ڈیر والز کی قوتیں ہیں؟
ہاں، پانی کے مالیکیول وان ڈیر والز کی قوتوں کا تجربہ کرتے ہیں، لیکن اثرات تقریباً مکمل طور پر بہت زیادہ طاقتور ہائیڈروجن بانڈز سے پوشیدہ ہیں جو پڑوسی مالیکیولز کے آکسیجن اور ہائیڈروجن ایٹموں کے درمیان بنتے ہیں۔
ڈی این اے میں ہائیڈروجن بانڈ اتنا اہم کیوں ہے؟
ہائیڈروجن بانڈ ڈی این اے ڈبل ہیلکس کے دو تاروں کو ایک ساتھ رکھتے ہیں۔ وہ ڈھانچے کو برقرار رکھنے کے لیے کافی مضبوط ہیں لیکن ڈی این اے کی نقل اور پروٹین کی ترکیب کے دوران خامروں کے ذریعے 'ان زپ' ہونے کے لیے کافی کمزور ہیں۔
مالیکیولر وزن وان ڈیر والز فورسز کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
جیسے جیسے مالیکیولر وزن بڑھتا ہے، الیکٹران کی تعداد بڑھ جاتی ہے، جس سے الیکٹران کلاؤڈ زیادہ 'پولرائزیبل' بن جاتا ہے۔ یہ مضبوط عارضی ڈوپولز اور اس کے نتیجے میں، مضبوط وان ڈیر والز فورسز کی طرف جاتا ہے.
کیا ہائیڈروجن بانڈ خلا میں بن سکتے ہیں؟
ہاں، ہائیڈروجن بانڈنگ کے قابل دو مالیکیول اگر کافی قریب ہوں تو خلا میں ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کریں گے۔ تاہم، گیس کے مرحلے میں، انو عام طور پر بہت دور ہوتے ہیں ان قوتوں کے لیے نمایاں طور پر ظاہر ہونے کے لیے۔
ان بانڈز کی وجہ سے برف پانی سے کم گھنی کیوں ہے؟
جیسے جیسے پانی جم جاتا ہے، ہائیڈروجن بانڈز مالیکیولز کو ایک مقررہ، ہیکساگونل جالی پر مجبور کرتے ہیں جو انہیں مائع شکل میں ہونے سے کہیں زیادہ الگ رکھتا ہے۔ اس سے ڈھانچے میں کھلی جگہ بنتی ہے، جس سے برف اس کے ارد گرد موجود مائع پانی سے کم گھنی ہوتی ہے۔
کیا لندن بازی کی قوتیں وان ڈیر والز جیسی ہیں؟
لندن ڈسپریشن فورسز وان ڈیر والز فورس کی ایک مخصوص قسم ہیں۔ کیمسٹری کے بہت سے سیاق و سباق میں، 'وان ڈیر والز' کی اصطلاح ایک چھتری کی اصطلاح کے طور پر استعمال ہوتی ہے جس میں بازی کی قوتیں، ڈوپول-ڈپول تعاملات، اور حوصلہ افزائی-ڈپول تعاملات شامل ہیں۔
اعلی درجہ حرارت پر ان قوتوں کا کیا ہوتا ہے؟
زیادہ درجہ حرارت پر، مالیکیولز کی حرکی توانائی بڑھ جاتی ہے۔ ایک بار جب حرکی توانائی ہائیڈروجن بانڈز یا وان ڈیر والز فورسز کی پرکشش توانائی سے تجاوز کر جائے تو مادہ ٹھوس سے مائع، یا مائع سے گیس میں تبدیل ہو جائے گا۔
فیصلہ
قطبی مادوں میں اعلی ابلتے پوائنٹس اور مخصوص سالماتی شکلوں کی وضاحت کے لیے ہائیڈروجن بانڈنگ کا انتخاب کریں۔ تمام ذرات، خاص طور پر غیر قطبی گیسوں میں اور بڑے نامیاتی مالیکیولز کی ساختی سالمیت کے درمیان عالمگیر 'چپچپاہٹ' کو بیان کرنے کے لیے وان ڈیر والز قوتوں کا استعمال کریں۔