Van-der-Waals-Kräfte

Auch unpolare Moleküle wie die Alkane ziehen sich gegenseitig an — sonst gäbe es kein flüssiges Pentan.

• Elektronenwolke:die Elektronen eines Moleküls sind ständig in Bewegung; für einen Augenblick sind sie ungleich verteilt.
• Temporärer Dipol:kurzzeitig trägt eine Seite des Moleküls eine negative Teilladung (δ−), die andere eine positive (δ+).
• Induzierter Dipol:der temporäre Dipol verschiebt die Elektronen im Nachbarmolekül — dort entsteht ein Dipol in passender Ausrichtung.
• Van-der-Waals-Kräfte:Anziehung zwischen temporären und induzierten Dipolen: schwach, nur auf kurze Entfernung wirksam, zwischen allen Molekülen.

Wähle einen Stoff und verändere die Temperatur (Tastatur: Tab zum Regler, dann ←/→). Beobachte, wann die Moleküle zusammenbleiben, und verfolge in der Lupe die Teilladungen (rot δ−, blau δ+).

Halte fest: Van-der-Waals-Kräfte halten unpolare Moleküle in der Flüssigkeit zusammen. Beim Sieden überwindet die Bewegungsenergie diese Kräfte — je größer die Kontaktfläche der Moleküle, desto höher muss die Temperatur dafür sein.

Wie stark die Van-der-Waals-Kräfte sind, hängt von Größe und Form der Moleküle ab.

• Kontaktfläche:je größer die Fläche, mit der sich zwei Moleküle berühren, desto mehr Dipol-Paare wirken, desto stärker die Anziehung.
• Kettenlänge:längere Kette → mehr Elektronen und größere Oberfläche → höhere Siedetemperatur (Methan −162 °C, Octan 126 °C).
• Verzweigung:bei gleicher Summenformel macht sie das Molekül kompakter: Pentan 36 °C, 2-Methylbutan 28 °C, 2,2-Dimethylpropan 9,5 °C.
• Sieden:die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen werden überwunden; die Bindungen in den Molekülen bleiben erhalten.