Diferença entre Van der Waals e ligações de hidrogênio

Van der Waals vs Hydrogen Bonds

As forças de Van der Waals e as ligações de hidrogênio são atrações intermoleculares entre as moléculas. Algumas forças intermoleculares são mais fortes e outras são fracas. Essas ligações determinam o comportamento das moléculas.

Forças de Van der Waals

Para uma atração intermolecular, deve haver uma separação de carga. Existem algumas moléculas simétricas como H2, Cl2, onde não há separações de carga. No entanto, os elétrons estão constantemente se movendo nessas moléculas. Portanto, pode haver uma separação instantânea de carga dentro da molécula se o elétron se mover em direção a uma extremidade da molécula. A extremidade com o elétron terá uma carga negativa temporariamente, enquanto a outra extremidade terá uma carga positiva. Esses dipolos temporários podem induzir um dipolo na molécula vizinha e, posteriormente, pode ocorrer uma interação entre os pólos opostos. Esse tipo de interação é conhecida como interação induzida por dipolo induzido por dipolo. Além disso, pode haver interações entre um dipolo permanente e um dipolo induzido ou entre dois dipolos permanentes. Todas essas interações inter moleculares são conhecidas como forças de Van der Waals.

Ligações de hidrogênio

Quando o hidrogênio está ligado a um átomo eletronegativo como flúor, oxigênio ou nitrogênio, uma ligação polar resultará. Por causa da eletronegatividade, os elétrons na ligação serão mais atraídos pelo átomo eletronegativo do que pelo átomo de hidrogênio. Portanto, o átomo de hidrogênio receberá uma carga positiva parcialmente, enquanto o átomo mais eletronegativo receberá uma carga negativa parcialmente. Quando duas moléculas com essa separação de carga estão por perto, haverá uma força de atração entre o hidrogênio e o átomo carregado negativamente. Essa atração é conhecida como ligação de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são relativamente mais fortes do que outras interações dipolares e determinam o comportamento molecular. Por exemplo, as moléculas de água têm ligação intermolecular ao hidrogênio. Uma molécula de água pode formar quatro ligações de hidrogênio com outra molécula de água. Como o oxigênio tem dois pares isolados, ele pode formar duas ligações de hidrogênio com hidrogênio carregado positivamente. Então as duas moléculas de água podem ser conhecidas como dímeros. Cada molécula de água pode se ligar a outras quatro moléculas devido à capacidade de ligação de hidrogênio. Isso resulta em um ponto de ebulição mais alto para a água, mesmo que uma molécula de água tenha um baixo peso molecular. Portanto, a energia necessária para quebrar as ligações de hidrogênio quando elas estão indo para a fase gasosa é alta. Além disso, as ligações de hidrogênio determinam a estrutura cristalina do gelo. O arranjo exclusivo da treliça de gelo ajuda a flutuar na água, protegendo a vida aquática no período de inverno. Fora isso, a ligação de hidrogênio desempenha um papel vital nos sistemas biológicos. A estrutura tridimensional de proteínas e DNA é baseada exclusivamente em ligações de hidrogênio. As ligações de hidrogênio podem ser destruídas por forças mecânicas e de aquecimento.