แวนเดอร์วาลส์ vs พันธบัตรไฮโดรเจน
แรง Van der Waals และพันธะไฮโดรเจนเป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุล แรงระหว่างโมเลกุลบางอย่างแข็งแกร่งกว่าและบางส่วนก็อ่อนแอ พันธะเหล่านี้จะกำหนดพฤติกรรมของโมเลกุล
กองกำลังแวนเดอร์วาลส์
สำหรับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ควรมีการแยกประจุ มีโมเลกุลสมมาตรบางอย่างเช่น H2, Cl2 ซึ่งไม่มีการแยกประจุ อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาในโมเลกุลเหล่านี้ ดังนั้นจึงสามารถแยกประจุออกทันทีภายในโมเลกุลได้หากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปทางปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลปลายอิเล็กตรอนจะมีประจุเป็นลบชั่วคราว ส่วนปลายอีกข้างจะมีประจุบวก ไดโพลชั่วคราวเหล่านี้สามารถเหนี่ยวนำไดโพลในโมเลกุลข้างเคียงและหลังจากนั้น ปฏิกิริยาระหว่างขั้วตรงข้ามอาจเกิดขึ้นได้ อันตรกิริยาประเภทนี้เรียกว่าอันตรกิริยาของไดโพลเหนี่ยวนำให้เกิดไดโพล นอกจากนี้ อาจมีอันตรกิริยาระหว่างไดโพลถาวรกับไดโพลเหนี่ยวนำหรือระหว่างไดโพลถาวรสองตัว ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเหล่านี้เรียกว่ากองกำลัง Van der Waals
พันธะไฮโดรเจน
เมื่อไฮโดรเจนติดอยู่กับอะตอมอิเล็กโตรเนกาทีฟ เช่น ฟลูออรีน ออกซิเจน หรือไนโตรเจน จะทำให้เกิดพันธะขั้ว เนื่องจากอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ อิเล็กตรอนในพันธะจะดึงดูดอะตอมของอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าอะตอมไฮโดรเจน ดังนั้นอะตอมของไฮโดรเจนจะได้รับประจุบวกเพียงบางส่วน ในขณะที่อะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะได้รับประจุลบเพียงบางส่วน เมื่อโมเลกุลสองโมเลกุลที่มีการแยกประจุนี้อยู่ใกล้กัน จะมีแรงดึงดูดระหว่างไฮโดรเจนกับอะตอมที่มีประจุลบแรงดึงดูดนี้เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนค่อนข้างแข็งแกร่งกว่าปฏิกิริยาไดโพลอื่นๆ และเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำมีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล โมเลกุลของน้ำหนึ่งตัวสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้สี่พันธะกับโมเลกุลของน้ำอีกโมเลกุลหนึ่ง เนื่องจากออกซิเจนมีคู่โดดเดี่ยวสองคู่ จึงสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนสองพันธะกับไฮโดรเจนที่มีประจุบวกได้ จากนั้นโมเลกุลของน้ำทั้งสองจะเรียกว่าไดเมอร์ โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลสามารถจับกับโมเลกุลอื่นอีกสี่โมเลกุลได้เนื่องจากความสามารถในการจับตัวของไฮโดรเจน ส่งผลให้น้ำมีจุดเดือดสูงขึ้น แม้ว่าโมเลกุลของน้ำจะมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ดังนั้นพลังงานที่จำเป็นในการทำลายพันธะไฮโดรเจนเมื่อเข้าสู่เฟสก๊าซจึงสูง นอกจากนี้ พันธะไฮโดรเจนเป็นตัวกำหนดโครงสร้างผลึกของน้ำแข็ง โครงตาข่ายน้ำแข็งที่ไม่เหมือนใครช่วยให้ลอยน้ำได้ จึงช่วยปกป้องสัตว์น้ำในฤดูหนาว นอกจากนี้ พันธะไฮโดรเจนยังมีบทบาทสำคัญในระบบชีวภาพโครงสร้างสามมิติของโปรตีนและดีเอ็นเอมีพื้นฐานมาจากพันธะไฮโดรเจนเท่านั้น พันธะไฮโดรเจนสามารถถูกทำลายได้ด้วยความร้อนและแรงทางกล
แรง Van der Waals และพันธะไฮโดรเจนต่างกันอย่างไร
• พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างไฮโดรเจน ซึ่งเชื่อมต่อกับอะตอมอิเลคโตรเนกาทีฟและอะตอมอิเล็กโตรเนกาติตีของอีกโมเลกุลหนึ่ง อะตอมที่มีไฟฟ้านี้อาจเป็นฟลูออรีน ออกซิเจน หรือไนโตรเจน
• แรง Van der Waals สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างไดโพลถาวรสองตัว, ไดโพลเหนี่ยวนำไดโพล หรือไดโพลเหนี่ยวนำสองตัว
• สำหรับแรง Van der Waals ที่จะเกิดขึ้น โมเลกุลไม่ควรจำเป็นต้องมีไดโพล แต่พันธะไฮโดรเจนจะเกิดขึ้นระหว่างไดโพลถาวรสองตัว
• พันธะไฮโดรเจนแข็งแกร่งกว่าแรง Van der Waals มาก