Van Der Waals Kuvveti

Hollandalı bilim insanı Johannes Diderik van der Waals'ın adını taşımaktadır. Bu terim aşağıdakileri kapsamaktadır:

• İki daimi dipoller arasındaki kuvvet (Keesom kuvveti)
• Bir daimi dipol ve buna karşılık gelen bir indüklenmiş dipol (Debye kuvveti)
• Aynı anda indüklenmiş iki dipol arasındaki kuvvet (London dağılım kuvveti).

Ayrıca moleküller arasındaki kuvvetlerin bütünü için de bazen eşanlamlı olarak kullanılmaktadır. Van der Waals kuvvetleri, kovalent bağlar ile karşılaştırıldığında nispeten daha zayıf olmalarına rağmen supramoleküler kimya, yapısal biyoloji, polimer bilimi, nanoteknoloji, yüzey bilimi ve yoğun madde fiziği gibi çok farklı alanda temel rol oynarlar. Van der Waals kuvvetleri, organik bileşiklerin kutupsal ve kutupsal olmayan ortamlarda çözünürlükleri dahil olmak üzere birçok özelliğini tanımlarlar.

Kutupsal hidroksil grubunun hidrojen bağlama özellikleri, düşük moleküler ağırlıklı alkollerin içinde zayıf van der Waals etkileşimlerine hakim olurlar. Daha yüksek moleküler ağırlıklı alkollerde, kutupsal olmayan hidrokarbon zincir(ler)inin özellikleri hakim olur ve çözünürlüğü tanımlar. Van der Waals kuvvetleri, etkileşen moleküller arasında daha uzun mesafelerde hızla kaybolurlar.

Van der Walls bağları moleküller arasında olup fiziksel bir etkileşimdir. Bu nedenle moleküller arası olduğu için zayıf etkileşim olarak adlandırılmaktadır. Dipol - dipol , iyon - dipol ve indüklenmiş dipol (geçici) olmak üzere üçe ayrılır. Aynı zamanda indüklenmiş dipol (geçici) de kendi arasında; iyon - indüklenmiş dipol , dipol - indüklenmiş dipol ve indüklenmiş dipol - indüklenmiş dipol (London) olmak üzere üçe ayrılır.

2012 yılında, atomik kuvvet mikroskobu ile metal yüzeye bağlı tek bir organik molekülde, Van der Waals kuvvetlerinin doğrudan ilk ölçümleri gerçekleştirildi ve yoğunluk fonksiyonel hesaplamaları ile doğrulandı.

 

Van der Waals etkileşimi oldukça zayıftır, sadece atomlar ya da moleküller birbirine çok yakın olduğunda gerçekleşir. Fakat bu şekilde çokça etkileşimin bir anda oluşması oldukça güçlü bir bağ oluşturabilir. Gecko kertenkelesi Van der Waals bağları yardımıyla bir dik yüzeyleri tırmanabilmektedir. Gecko kertenkelesinin ayaklarındaki çok sayıdaki minuskul boyuttaki saçımsı çıkıntılar ve güçlü tendonları sayesinde yüzeyle ayaklar arasında maksimum temas ve sertlik sağlanır. Ayaktaki moleküller ve duvar yüzeyi arasında oluşan çok sayıdaki Van der Waals etkileşimi hep birlikte oldukça güçlü bir bağ oluşturur ve Gecko'nun vücut ağırlığını dengeler. Bu örnekten etkilenilerek Geckskin isimli yapıştırıcı ABD'de bulunan Massachussetts Üniversitesi tarafından icat edilmiştir.