Van-der-Waals-Kräfte

Van-der-Waals-Kräfte (Van-der-Waals-Wechselwirkungen), benannt nach dem niederländischen Physiker Johannes Diderik van der Waals, sind die relativ schwachen nicht-kovalenten Wechselwirkungen zwischen Atomen oder Molekülen, deren Wechselwirkungsenergie für kugelförmige Teilchen mit etwa der sechsten Potenz des Abstandes abfällt. Damit lassen sich die Van-der-Waals-Kräfte nach heutigem Verständnis in drei Bestandteile aufteilen:

• die Keesom-Wechselwirkung zwischen zwei Dipolen (Dipol-Dipol-Kräfte),
• Debye-Wechselwirkung zwischen einem Dipol und einem polarisierbaren Molekül (Dipol-induzierter-Dipol-Kräfte)
• Londonsche Dispersionswechselwirkung (London-Kräfte) zwischen zwei unterschiedlichen polarisierbaren Molekülen (Induzierter-Dipol-induzierter-Dipol-Kräfte). Zwischenmolekulare Wechselwirkungen treten nicht nur zwischen gleichartigen Atomen und Molekülen auf, sondern auch zwischen Molekülen unterschiedlicher Phasen und/oder Oberflächen. Die London-Kräfte werden oft auch als Van-der-Waals-Kraft im engeren Sinne bezeichnet.

Alle Van-der-Waals-Kräfte sind im Vergleich zur kovalenten Bindung und Ionenbindung schwache Kräfte, wobei die Dispersionswechselwirkung im Allgemeinen der dominierende der drei Bestandteile ist. Beispielsweise nehmen die Van-der-Waals-Kräfte von Chlorwasserstoff bis Iodwasserstoff zu, obwohl das Dipolmoment abnimmt. Die Van-der-Waals-Wechselwirkung bildet den anziehenden Wechselwirkungsterm im Lennard-Jones-Potential. Die Van-der-Waals-Kraft ${\displaystyle {\vec {F}}_{\text{vdW}}}$ erhält man aus dem Van-der-Waals-Potential ${\displaystyle w_{\text{vdW}}}$

${\displaystyle {\vec {F}}_{\text{vdW}}=-\nabla w_{\text{vdW}}({\vec {r}})}$

1. ↑ Johannes Diderik van der Waals: Over de Continuiteit van den Gas- en Vloeistoftoestand. Universität Leiden, 1873 (Dissertation).
2. ↑ Eintrag zu van der Waals forces. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.V06597.
3. ↑ Intermolecular Forces: Van der Waals Interaction. In: evans.rc.fas.harvard.edu, abgerufen am 3. Dezember 2016, S. 17 (PDF-Datei).
4. ↑ Van-der-Waals Wechselwirkungen. In: leifichemie. leifichemie, abgerufen am 22. Januar 2024.