معلومات

تعريف قوات فان دير فال

تعريف قوات فان دير فال

قوى فان دير فال هي القوى الضعيفة التي تساهم في الترابط بين الجزيئات. تمتلك الجزيئات الطاقة بطبيعتها وتكون إلكتروناتها في حالة حركة دائمًا ، لذا فإن التركيزات العابرة للإلكترونات في منطقة ما أو منطقة أخرى تؤدي إلى مناطق موجبة كهربائيًا لجزيء لجذبها إلى إلكترونات جزيء آخر. وبالمثل ، يتم صد المناطق المشحونة سالبًا لجزيء ما بواسطة المناطق المشحونة سالبًا من جزيء آخر.

قوات Van der Waals هي مجموع القوى الكهربائية الجذابة والمنبهة بين الذرات والجزيئات. تختلف هذه القوى عن الترابط الكيميائي التساهمي والأيوني لأنها تنتج عن تقلبات في كثافة شحن الجسيمات. تتضمن أمثلة قوى van der Waals الترابط الهيدروجيني وقوى التشتت وتفاعلات ثنائي القطب.

الوجبات السريعة الرئيسية: قوات فان دير فال

  • قوات Van der Waals هي قوى تعتمد على المسافة بين الذرات والجزيء غير مرتبطة بالروابط الكيميائية التساهمية أو الأيونية.
  • في بعض الأحيان يستخدم المصطلح ليشمل جميع القوى الجزيئية ، على الرغم من أن بعض العلماء لا يشملون سوى قوة تشتت لندن وقوة ديبي وقوة كيسون.
  • تعد قوى Van der Waals أضعف القوى الكيميائية ، لكنها لا تزال تلعب دورًا مهمًا في خصائص الجزيئات وفي علوم السطح.

خصائص قوات فان دير فال

يتم عرض بعض الخصائص بواسطة قوات فان دير فالس:

  • القوى المضافة.
  • القوى أضعف من الروابط الكيميائية الأيونية أو التساهمية.
  • فهي ليست اتجاهي.
  • القوات تعمل فقط على مدى قصير جدا. التفاعل أكبر عندما تقترب الجزيئات.
  • قوات Van der Waals مستقلة عن درجة الحرارة ، باستثناء تفاعلات ثنائي القطب ثنائي القطب.

مكونات قوات فان دير فال

قوات فان دير فال هي أضعف قوى الجزيئات. تتراوح قوتها عادة من 0.4 إلى 4 كيلو جول / مول وتتحرك على مسافات أقل من 0.6 نانومتر. عندما تكون المسافة أقل من 0.4 نانومتر ، يكون التأثير الصافي للقوى مثيرًا للاشمئزاز لأن غيوم الإلكترون تطرد بعضها البعض.

هناك أربعة مساهمات رئيسية لقوات فان دير فال:

  1. هناك عنصر سلبي يمنع الجزيئات من الانهيار. هذا يرجع إلى مبدأ استثناء بولي.
  2. يحدث إما تفاعل إلكتروستاتيكي جذاب أو مثير للاشمئزاز بين الشحنات الدائمة وثنائيات القطب وأربعة أقطاب ومضاعفات. يُسمى هذا التفاعل تفاعل كيسوم أو قوة كيسوم ، ويسمى باسم ويليم هندريك كيسوم.
  3. يحدث الاستقراء أو الاستقطاب. هذه قوة جذابة بين قطبية دائمة على جزيء وبين قطبية مستحثة على أخرى. هذا التفاعل يسمى قوة ديبي لبيتر جي دبليو. ديباي.
  4. قوة تشتت لندن هي عامل الجذب بين أي زوج من الجزيئات بسبب الاستقطاب الفوري. سميت القوة باسم فريتز لندن. لاحظ حتى الجزيئات غير القطبية تجربة تشتت لندن.

قوات فان دير فال ، أبو بريص ، والمفصليات

تحتوي حزم أبو بريص والحشرات وبعض العناكب على مجموعات من أقدامهم تسمح لهم بتسلق أسطح ناعمة للغاية ، مثل الزجاج. في الواقع ، يمكن لأغتنم حتى زغة من إصبع واحد! اقترح العلماء تفسيرات عديدة للظواهر ، لكن اتضح أن السبب الرئيسي للالتصاق هو القوة الكهروستاتيكية أكثر من قوى فان دير فال أو العمل الشعري.

وقد أنتج الباحثون شريطًا لاصقًا جافًا وغراءًا بناءً على تحليل أقدام أبو بريص وأرجل العنكبوت. ينتج الالتصاق من شعر يشبه الفيلكرو الصغير وأيضًا إضافة الدهون ، الموجودة على الأقدام.

أقدام أبو بريص لزجة بسبب قوى فان دير فال ، والقوى الإلكتروستاتيكية ، والدهون الموجودة على بشرتهم. ستيفان هوورولد / غيتي إيماجز

واقع الحياة سبايدرمان

في عام 2014 ، قامت DARPA باختبار Geckskin ، وهي مادة قائمة على مجموعة من أقدام gecko. قام باحث يبلغ وزنه 100 كجم ، يحمل 20 كجم من العتاد ، بتوسيع جدار زجاجي طوله 8 أمتار باستخدام مجاذيف تسلق. والهدف من ذلك هو إعطاء قدرات تشبه سبايدرمان الأفراد العسكريين.

لقد وجد العلماء طريقة لاستخدام قوى فان دير فال لمساعدة الناس على التشبث بسطح الأسطح ، مثل الزجاج والجدران. OrangeDukeProductions / غيتي إيماجز

مصادر

  • الخريف ، كيلار ؛ سيتي ، متين ؛ ليانغ ، ييتشينغ بيتي ، آن م. هانسن ، ويندي آر. سبونبرغ ، سيمون ؛ كيني ، توماس دبليو ؛ الخوف ، رونالد ؛ Israelachvili ، يعقوب ن. Full، Robert J. (2002). "دليل على التصاق فان دير فال في زغة سيتاي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. 99 (19): 12252-6. دوى: 10.1073 / pnas.192252799
  • Dzyaloshinskii، I. D .؛ ليفشيتز ، إ. م. Pitaevskii، L. P. (1961). "النظرية العامة لقوات فان دير فال". الفيزياء السوفياتية Uspekhi. 4 (2): 153. doi: 10.1070 / PU1961v004n02ABEH003330
  • Israelachvili، J. (1985-2004). بين الجزيئات والقوى السطحية. الصحافة الأكاديمية. ISBN 978-0-12-375181-2.
  • Parsegian، V. A. (2006). قوات فان دير فالس: دليل للبيولوجيين والكيميائيين والمهندسين والفيزيائيين. صحافة جامعة كامبرج. ISBN 978-0-521-83906-8.
  • وولف ، ج. غورب ، س. ن. (18 مايو 2011). "تأثير الرطوبة على قدرة التعلق في العنكبوت Philodromus dispar (Araneae ، Philodromidae) ". وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية. 279 (1726): 139-143. دوى: 10.1098 / rspb.2011.0505


شاهد الفيديو: قوى فان دير فالس (يونيو 2021).