Top 7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống

Lực van der Waals hay tương tác Van der Waals được nghiên cứu và mang đến cho nhân loại nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp, đời sống. Trong chương trình Hóa học 10 học sinh đã tìm hiểu về lực này. Mặc dù, tương tác Van der Waals phổ biến trong đời sống nhưng chúng ta hiếm khi nhận ra nhận ra sự tồn tại của chúng. Hôm nay, cùng khám phá Top 7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống giải thích cho bạn đọc hiểu được lực hóa học thường gặp trong đời sống chúng ta thường gặp.

Giới thiệu tương tác van der Waals

Tương tác van der Waals hay là lực Van der Waals lực tương tác yếu giữa các phân tử, được hình thành do sự xuất hiện của các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng.

7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống

Lực Van der Waals được đặt theo tên của nhà khoa học người Hà Lan Johannes Diderik Van der Waals. Nhà khoa học này đã phát hiện ra  lực Van der Waals vào năm 1873 khi đang nghiên cứu  tính chất của khí thực. Ông quan sát thấy  các electron phân bố không đều trong nguyên tử hoặc phân tử có xu hướng chuyển động liên tục, tạo thành  lưỡng cực tạm thời. Lưỡng cực tạm thời được hình  thành trong một nguyên tử tạo thành một lưỡng cực tạm thời khác trong nguyên tử lân cận và quá trình  tiếp tục. Hiệu ứng domino tồn tại giữa các lưỡng cực tạm thời tạo ra một lực hấp dẫn gọi là lực Van der Waals.

Đặc điểm của lực van der Waals

- Lực Van der Waals có bản chất là cộng tính và được tạo thành từ một số tương tác riêng lẻ.

- Lực Van der Waals không có tính chất định hướng.

- Tương tác van der Waals hơn liên kết cộng hóa trị, liên kết ion và liên kết hiđro.

- Các lực này không phụ thuộc vào nhiệt độ, ngoại trừ tương tác lưỡng cực-lưỡng cực.

- Lực Van der Waals không bị bão hòa.

- Lực tương tác giữa các phân tử tăng lên khi khoảng cách giữa các phân tử ít hơn hoặc khi chúng được đặt gần nhau. Điều này có nghĩa là lực lượng van der Waals hoạt động tốt trong cự ly ngắn.

- Các chất rắn được liên kết với nhau với sự trợ giúp của lực van der Waals có nhiệt độ sôi thấp hơn liên kết cộng hóa trị, ion hoặc kim loại.

7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống

1. Thằn lằn và tắc kè

7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống, không thể không nhắc đến hiện tượng thằn lằn úp ngược trên trần nhà mà không bị rớt. Để leo lên các bề mặt phẳng như tường và mái nhà thì thằn lằn tắc kè tận dụng lực van der Waals được sinh ra của lực hút giữa bàn chân của thằn lằn và bề mặt. Một loại lực hút tương tự giúp một số loài động vật đi trên mặt nước.

Thằn lằn leo tường

2. Sự hình thành polyme

Chuỗi polyme được hình thành bằng cách gắn một số đơn vị cấu tạo cơ bản của polyme được gọi là 'monomemer' cùng với sự trợ giúp của liên kết cộng hóa trị. Lực Van der Waals đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành polyme. 

Các phân tử polyme được hình thành chủ yếu bằng liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết ion. Ngoài ra, Lực van der Waals giúp thiết lập liên kết thứ cấp giữa các phân tử polyme.

Sự hình thành polyme

Ví dụ, polyethene có một chuỗi polyme bao gồm các monome lặp lại của hai nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị mà mỗi nguyên tử chứa hai nguyên tử hydro. Các chuỗi polyme của polyethene được giữ lại với nhau với sự trợ giúp của lực van der Waals.

3. Công nghệ Nano

Lực Van Der Waals được sử dụng nhiều trong công nghệ nano, khoa học bề mặt và chất keo, và nhiều lĩnh vực liên quan khác để kết dính hai vật thể với nhau ở kích thước nano. Chúng có tính ứng dụng cao trong công nghệ nano vì chúng có hiệu quả ở phạm vi khoảng cách nano.

Công nghệ nano

Điều này là do lực van der Waals có xu hướng hoạt động hiệu quả khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ hơn đáng kể, trong trường hợp vật liệu nano, là một vài phần mười nanomet.

4. Cấu trúc protein

Như chúng ta đã biết, protein có cấu trúc bản chất khá phức tạp. Lực van der Waals là lực yếu có nhiệm vụ thiết lập lực hút giữa các phân tử protein và các phân tử khác của dung dịch hoặc các bề mặt. 

Cấu trúc protein

Những lực này thường tác động giữa các chuỗi bên không ưa nước (kỵ nước) và giúp duy trì cấu trúc phần tư của phân tử protein. Nói cách đơn giản hơn, lực Van Der Waals giúp cho cấu trúc bậc ba của các phân tử protein có sự ổn định nhất định.

5. Than chì 

Graphit là dạng thù hình của cacbon. Cấu trúc của graphit bao gồm một số tấm graphene được đặt song song với nhau. Mỗi tấm graphene chứa các nguyên tử carbon được sắp xếp theo hình tổ ong. Các tấm này được liên kết với nhau một cách yếu ớt với sự trợ giúp của lực van der Waals.

Cấu trúc của graphite

6. Phân tử ADN 

Axit deoxyribonucleic hay ADN là một phân tử chứa tất cả thông tin di truyền của một sinh vật. Hầu hết mọi tế bào của một sinh vật đều chứa một phân tử ADN hai sợi. Cấu trúc chuỗi xoắn kép của ADN bao gồm một số bậc thang.

Phân tử ADN

Lực Van der Waals tác động giữa các cặp cơ sở của các bậc thang lân cận giúp giữ các cơ sở ở một góc tối ưu. Điều này giúp gói gọn cấu trúc của phân tử ADN và tạo ra sự ổn định cần thiết. Ngoài ra, Phân tử DNA có thêm 1 liên kết khác, đó là liên kết hydrogen  hình thành giữa các cặp bazơ. Điều này tạo cho DNA hình dạng chuỗi xoắn kép và làm cho khả năng sao chép của các sợi, khi chúng “giải nén” dọc theo các liên kết hydro.

7. Giọt nước

Top 7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống kể về lực xảy ra trên lá cây đọng nước. Lực Van der Wall đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành các phân tử nước. Hai phân tử nước có mặt gần nhau chứa các điện tích trái dấu sẽ bị hút vào nhau và thiết lập tương tác yếu tạm thời.

Giọt nước trên lá cây

Ngoài ra, một số chất lỏng cũng có tương tác Van der Walls. Độ lớn của lực van der Walls tồn tại giữa các phân tử iốt là một trong những lực mạnh nhất trong số tất cả các chất lỏng. Điều này là do số lượng các điện tử sở hữu bởi một phân tử iốt là khá cao.

Lời kết

Hy vọng top 7 ví dụ về tương tác Van der Waals trong đời sống giải thích cho bạn đọc hiểu được lực hóa học thường gặp trong đời sống chúng ta thường gặp. Chúc các bạn học tốt nhé. Nếu thấy hay thì like, theo dõi và chia sẽ cho nhiều người cùng đọc nhé!