3種類のファンデルワールス力って何?ネット上でも意見が割れてるのでわかりやすくまとめてみた

「ワンデルワールス力」と聞いて私が思い浮かんだこと、それは

動く電子が偏った時に起こる弱い結合」

でした。

でも、厳密にはちょっと違うんですね?

調べて分かりやすくまとめてみることにしました!


🔶ファンデルワールス力

ファンデルワールス力





ファンデルワールス力は3種類ある



行け!ファンデル!

一番簡単「配向力」

配向力は一言で言えば「水素結合の、弱いバージョン」です。水素結合と同じような原理で結合します。

配向力

分子の中で+と-で分かれている「極性分子」は、別の「極性分子」と電荷の力によってくっつくことがあります。

また、逆に同じ電荷が隣り合うと離れることもあります。

このことを、配向力(配向効果)と言います。

◆なんでファンデルワールス力と水素結合は区別されているの?
水素結合の方が引力が強いからです。



【くっつく物】
極性分子ー極性分子


→【水素結合って?】



一番有名「分散力(ロンドン分散力)」

電子は、原子の回りを動き回っています。

分散力(原子の回りを動き回っている)

しかも、全部の電子が綺麗な縁を描いているのではなく、結構めちゃくちゃな動きをしています。

めちゃくちゃな動きをしていると、電子がどこかに偏る瞬間が出てきます。

分散力(電子がどこかに偏る瞬間が出てくる)

すると、電子が偏った方に-の電荷、電子がなくなった方に+の電荷が帯びます。

電荷が帯びたら、それに対応する分子が引き寄せられます。
分散力(分子が引き寄せられます)

この引き寄せられる力を、分散力(分散効果)と言います。

結合しても電荷は動き回るのをやめないので、結合する力は弱まったり強まったりします。

分子が大きいほど、その分電子が固まって強い電荷を帯びることがあるので、「ファンデルワールス力が大きい」と言えます。

ちなみに「ロンドン」は定義した人の名前です。


【くっつく物】
無極性分子ー無極性分子


◆電子の動き


誘ってくっつく「誘起力」

誘起力

「極性分子」が、電荷が分かれていない「無極性分子」に近づくことにより、「極性分子」の影響を受けて「無極性分子」まで分極し、引き合う力を、誘起力(誘起効果)と言います。


【くっつく物】
極性分子―無極性分子



3つの共通点


すべて、あらゆる分子の間で働きます。

ただし、ファンデルワールス力よりも強い引力(イオン結合など)があれば、そちらが優先されるので、ファンデルワールス力は無視されることになります。



ファンデルワールス結合


ファンデルワールス力よって起こる結合をファンデルワールス結合と言います。


まとめ


・ファンデルワールス力は、配向力、誘起力、分散力の3種類ある。(教科書で説明される時はこの並び順)

・配向力は、水素結合のような力。極性分子同士が帯びた電荷によってくっつく。

・誘起力は、極性分子の影響で無極性分子が分極してくっつく力。

・分散力は、動く電子が偏った時に電荷を帯びてそれによってくっつく力。


参考


・ファンデルワールス力(Wikipedia)
・ロンドン分散力(Wikipedia)
・Ⅰ.分子間力と相互作用の基礎(分子進化情報学研究室/武藤吉徳 Web Page)
・分子間力ー分子間相互作用の本質(愛媛大学工学部応用有機学科/構造有機化学研究室)



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