Van der Waals kuvveti Nedir

Van der Waals kuvveti Nedir
gazlarda, sıvılaşmış ve katılaşmış gazlarda, organik sıvılarda ve katıların hemen tümünde gözlenen ve elektriksel olarak nötr moleküllerin birbirini çekmesine neden olan zayıf elektriksel çekim kuvvetleri. Adını, gerçek gazların niteliklerini açıklamak amacıyla geliştirdiği kuram çerçevesinde moleküller arasında etkiyen bu kuvvetlerin varlığını öne süren (1873) Hollandalı fizikçi Johannes van der Waals’tan almıştır. Van der Waals kuvvetleriyle bağlanmış katiların erime noktaları genellikle düşüktür ve bu tür katilar daha güçlü bağlar olan iyon, ortakla-şım (kovalans) ya da metal bağıyla bağlanmış katilara oranla daha yumuşaktır.

Van der Waals kuvvetleri üç biçimde ortaya çıkabilir. Bunlardan birincisi, bazı maddelerde moleküllerin elektriksel olarak nötr oldukları halde kalıcı bir elektrik dipolü(*) oluşturmalarıdır. Bazı moleküllerde elektrik yüklerinin dağılımındaki kalıcı çarpıklık nedeniyle molekülün bir yanı biraz pozitif, öbür yanı da biraz negatif olur; bu, kalıcı bir kutuplanmadır. Bu dipollerin birbirlerine göre hizalanma eğilimi göstermelerine, aralarında bir çekim kuvvetinin ortaya çıkmasına yol açar. İkinci olarak, kalıcı dipol özelliği gösteren moleküllerin varlığı, bu moleküllerin yakınlarında bulunan öteki moleküllerdeki (bunlar dipol özellikli olsa da, olmasa da) elektron yükleri dağılımında geçici değişmelere yol açar, böylece indüklenmiş kutuplanmalar ortaya çıkar. Kalıcı dipol durumundaki molekül ile komşusu olan indüklenmiş dipol arasında ek bir çekim kuvveti oluşur. Üçüncü olarak, bir maddede kalıcı dipol özelliği gösteren hiçbir molekül olmasa bile (örn. bir soygaz olan argon ya da bir organik sıvı olan benzen) moleküller arasında gene de bir çekim kuvveti vardır; bu da maddenin yeterince düşük sıcaklıklarda sıvı hale geçmesini açıklar.

Moleküller arasındaki çekim kuvvetinin niteliği, ancak kuvantum mekaniğinden yararlanılarak doğru bir biçimde betimlenebilir. Bu betimlemeyi ilk kez Alman asıllı fizikçi Fritz London gerçekleştirdi (1930). London, belirli bir anda moleküldeki elektronların negatif yüklerinin merkezi ile çekirdeklerin pozitif yüklerinin merkezinin çakışmayabileceğini belirledi. Elektronların düzensiz hareketleri molekülü zamanda değişken bir dipol durumuna getirir, ama bu anlık kutuplanmaların kısa bir zaman aralığı boyunca ortalaması sıfır olabilir. Bu tür zamanda değişken (anlık) dipoller birbirine göre hizalı durum alacak biçimde yönelişe giremezler ve bu nedenle çekim kuvveti oluşturamazlar, ama komşu moleküllerde düzenli hizalanma sağlayan kutuplanmalar indük-lerler, bu da çekim kuvvetini ortaya çıkartır. Moleküllerdeki elektronların düzensiz hareketlerinden kaynaklanan bu etkileşimler (kuvvetler) London kuvvetleri ya ¿a dağılım kuvvetleri olarak adlandırılır. Bu kuvvetler kalıcı biçimde kutuplanmış moleküller arasında da vardır ve moleküller arasındaki üç tür kuvvetin genellikle en büyüğünü oluşturur.

Yorum yazın