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Alt 29.10.2019, 16:33   #1   Druckbare Version zeigen
Biolochemion888 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 173
Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

Hallo,

ich hätte eine Frage zum Verständnis der VdWK.

Es geht genauer um die Stärke der VdWK. In einem Schulbuch steht geschrieben: "Sind in einem Molekül viele Atome, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass induzierte Dipole entstehen können sehr groß, da jedes Atom automatisch viele Nachbaratome besitzt. Deshalb nimmt die Stärke der VdWK-Kräfte auch mit der Anzahl der beteiligten Atome, also der Molekülgröße zu."

Wie ist das zu verstehen? Etwa so:
Sobald sich in einem Atom des Moleküls eine Ungleichverteilung der Elektronen ergibt, wird das gesamte Molekül zu einem (spontanen) Dipol? Erhält also das gesamte Molekül einen positiven und einen negativen Pol?
Aber warum nimmt dann die Stärke der VDWK zu? Wohl eher doch nur die Wahrscheinlichkeit, dass spannte Dipole entstehen, in deren Folge Moleküle durch VDWK zusammengehalten werden können, oder?

In einem weiteren Schulbuch steht wiederum geschrieben: "Je größer die Oberfläche der Teilchen sind, umso größer ist die Fläche, mit der sie zueinander Kontakt aufnehmen können und umso stärkere VDWK bilden sich aus."
Besteht ein direkter Zusammenhang zwischen den beiden Aussagen aus den Schulbüchern? Wenn ja, welcher?

Vielen Dank für die Antwort
Biolochemion888 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.10.2019, 17:54   #2   Druckbare Version zeigen
Biolochemion888 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 173
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

So,

ich habe noch ein wenig recherchiert und bin nun zu folgendem Verständnis gekommen. Wäre super, wenn mir jemand meinen Gedankengang bestätigen könnte oder mich ggf. auf vorhandene Denkfehler aufmerksam machen könnte. Zur Verdeutlichung meines Gedankengangs habe ich noch ein Dokument (Skizze) angehängt.

Nochmal zu dem ersten Zitat: "Sind in einem Molekül viele Atome, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass induzierte Dipole entstehen können sehr groß, da jedes Atom automatisch viel Nachbaratome besitzt".

Ich habe das nun so interpretiert:
Wenn ich jetzt also ein Molekül, z.B. Pentan, nehme und nur die C-C-Bindungen berücksichtige, habe ich vier bindende Elektronenpaare. Bei diesen vier bindenden Elektronenpaaren könnte es sein, dass sich die Elektronen in einer dieser Bindungen zufällig ungleich verteilen, wodurch eine Bindung spontan polarisiert wird (also eine positive und eine negative Partialladung entsteht). Dies kann in einem weiteren Molekül eine induzierte Polarisierung (einen induzierten Dipol) hervorrufen.

Des Weiteren ist es so, dass sich ja theoretisch nicht nur in einer der vier Atombindungen eine spontane Ungleichverteilung der bindenden Elektronen ergeben kann, sondern auch in den anderen drei Bindungen. Im Fall des Pentan wären es max. vier mögliche spontane Dipole (sofern man nur die C-C-Bindungen berücksichtigt). Bei größeren Molekülen, wie dem Decan könnten es dann theoretisch maximal 9 spontan entstehende Dipole sein. Dabei gilt, je mehr spontane Dipole in einem Molekül entstehen, desto "mehr" VdWK können zu einem benachbarten Molekül ausgebildet werden (aufgrund der elektrostatischen Anziehungskräfte, da ja im benachbarten Molekül Dipole indiziert werden).

Ist das soweit korrekt. Oder ist es falsch zu sagen, dass innerhalb eines Moleküls mehrere spontane Dipole gleichzeitig entstehen können?

Ich hoffe, jemand kann mir weiterhelfen.

Vielen Dank für die Antwort!
Angehängte Dateien
Dateityp: pdf Scannen0001.pdf (97,8 KB, 2x aufgerufen)
Biolochemion888 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.10.2019, 18:34   #3   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.665
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

Es gibt verschiedene Arten von intermolekularen Wechselwirkungen,die sich in ihrer Stärke,bezogen auf eine einzelne WW,unterscheiden.
Da sind die echten VdW-WW,dazu Dipol-Dipol-WW oder Wasserstoffbrückenbindungen.
Die VdW-WW zählen zu den eher schwachen,sind in einem Molekül jedoch viele Zentren,die solche VdW ausbilden können,ergibt sich insgesamt eine starke WW.
Oft genannt das Beispiel des Geckos,wo die Haftung durch die große Oberfläche seiner Lamellen und dort durch VdW vermittelt wird.

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.10.2019, 18:44   #4   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.553
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

Zitat:
Zitat von Biolochemion888 Beitrag anzeigen
Aber warum nimmt dann die Stärke der VDWK zu? Wohl eher doch nur die Wahrscheinlichkeit, dass spannte Dipole entstehen, in deren Folge Moleküle durch VDWK zusammengehalten werden können, oder?
1. van-der-Waals "Kraft" ist als solche kaum theoretisch zu quantifizieren. Betrachte also die Lehrbuch"aussagen" lieber als qualitative Einschätzung.
2. Beachte, dass Dipolmoment das Produkt aus Ladung und Strecke ist: Je weiter Deine beiden elektrischen Pole voneinander entfernt sind, umso größer das Produkt.
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
zweiPhotonen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.10.2019, 18:45   #5   Druckbare Version zeigen
Biolochemion888 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 173
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

Erstmal vielen Dank für die Antwort.

Die anderen zwischenmolekularen Wechselwirkungen sind mir bekannt und leuchten mir auch ein... nur mit den VdWK hab ich so meine Schwierigkeiten.

Zitat:
Zitat von Fulvenus Beitrag anzeigen
Die VdW-WW zählen zu den eher schwachen, sind in einem Molekül jedoch viele Zentren, die solche VdW ausbilden können, ergibt sich insgesamt eine starke WW.
Was genau meinst du mit Zentren? Meinst du mit Zentren Elektronenpaarbindungen? Denn nur wo Elektronenpaarbindungen sind, können sich die bindenden Elektronen unsymmetrisch verteilen und nur dann können positive und negative Teilladungen entstehen, also spontane Dipole.

Kann man also sagen, dass in innerhalb eines Moleküls mehrere Dipole entstehen können, die ja Voraussetzung für die Ausbildung von VdWK sind.

Viele Grüße
Biolochemion888 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.10.2019, 20:09   #6   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.665
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

MWn sind solche induzierten Dipole bei unpolaren Verbindungen (->https://de.wikipedia.org/wiki/London-Kraft )auch mehrfach in einem Molekül zu finden,wenn es groß genug ist.
Schau dir einfach die Anziehungskräfte z.B. zwischen zwei Pentanmolekülen an.

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.10.2019, 14:25   #7   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.644
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

Oder die MESP Oberflächen komplexer Moleküle anschauen.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 30.10.2019, 17:05   #8   Druckbare Version zeigen
Rumpanscher Männlich
Mitglied
Beiträge: 444
AW: Stärke der Van-der-Waals-Kräfte

VdW-WW sind einzeln genommen sehr schwach. Viel schwächer als HH-Brücken.

Jedoch können alle Atome untereinander VdW-WW ausbilden, HH-Brücken nur unter extrem Elektronegativitätsunterschieden. Somit summieren sich die VdW-WW auf. Bei 9 möglichen Stellen fällt das noch nicht so auf. Nimmt man jedoch Polymere als Beispiel können die VdW-WW sich so stark aufsummieren, dass ein Kunststoff aus vielen Polymersträngen entsteht, der an sich fest ist. Erst bei Erwärmung gleiten die Ketten aneinander vorbei. Stickwort Thermoplast.

An deinen Ansätzen konnte ich keinen Fehler finden.
__________________
Gäbe es die letzte Minute nicht, so würde niemals etwas fertig.
Mark Twain
Rumpanscher ist offline   Mit Zitat antworten
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