Techniklexikon

zwischenmolekulare Wechselwirkung

Chemie, Physikalische Chemie, Van-der-Waals-Wechselwirkung, die langreichweitige Wechselwirkung zwischen valenzmässig abgesättigten Molekülen. Bei grösserem Abstand besteht zwischen Molekülen im allgemeinen eine Anziehung. Mit zunehmender Annäherung der Moleküle treten auf Grund der Durchdringung der Elektronenhüllen verstärkt abstossende Wechselwirkungskräfte (Abstossungskräfte) auf. Die Gesamtwechselwirkungsenergie ergibt sich aus der Überlagerung von Anziehungs- und Abstossungsbeiträgen und wird meist als Funktion des Abstandes in Form einer Potentialkurve dargestellt (Lennard-Jones-Potential, Buckingham-Potential).

Man unterscheidet drei Arten von anziehenden Wechselwirkungskräften, deren Grösse wesentlich vom Dipolmoment und von der Polarisierbarkeit des Moleküls abhängt: 1) Elektrostatische Wechselwirkungen (Keesom-Kräfte) treten zwischen polaren Molekülen, d.h. zwischen Molekülen mit permanentem Dipolmoment (Dipol-Dipol-Wechselwirkung) auf und bewirken eine bevorzugte gegenseitige Orientierung. 2) Durch Induktionswechselwirkung (Debye-Kräfte) eines Moleküls mit permanentem Dipolmoment mit einem Nachbarmolekül wird bei letzterem durch Ladungsdeformation ein Dipolmoment erzeugt (Induktionsgesetz, elektronische Polarisierbarkeit). 3) Dispersionswechselwirkungen (Londonsche Dispersionskräfte), d.h. induzierte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen von benachbarten Atomen oder Molekülen bewirken eine Anziehung zwischen diesen Atomen und Molekülen.

Zwischenmolekulare Kräfte bewirken z.B. den Zusammenhalt von flüssigen und festen Stoffen, von Molekül- und Einschlussverbindungen sowie die Adhäsion und die Grenz- und Oberflächenspannung. Zwischenmolekulare Kräfte sind auch für das abweichende Verhalten von realen Gasen im Vergleich zu dem von idealen Gasen verantwortlich. Eine besondere Form von zwischemolekularer Wechselwirkung sind die Wasserstoffbrückenbindungen. Zusammen mit den chemischen Bindungen sind die zwischenmolekularen Kräfte für die Kohäsion verantwortlich. Bei makromolekularen Stoffen (Polymere) sind die zwischemolekularen Kräfte stärker als die chemischen Bindungskräfte, weshalb diese Stoffe nicht unzersetzt verdampfbar sind.