वैन डर वाल्स बल

वैन डर वाल्स बलों का नाम डच वैज्ञानिक जोहान्स डाइडरिक वैन डर वाल्स के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने सबसे पहले 1873 में उनके अस्तित्व का प्रस्ताव दिया था। ये बल आणविक बलों का एक प्रकार हैं जो अणुओं को एक साथ बांधते हैं। ये सहसंयोजक और आयनिक बॉन्ड की तुलना में कमजोर होते हैं, लेकिन अणुओं के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक होते हैं, खासकर गैर-ध्रुवीय यौगिकों के मामले में।

इन बलों को समझना रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण है क्योंकि वे रोजमर्रा की घटनाओं में भी प्रमुख भूमिका निभाते हैं। वैन डर वाल्स बलों में परमाणुओं, अणुओं और सतहों के बीच के दबाव और प्रतिकर्षण शामिल होते हैं। ये नजदीकी कणों की कम्पनशील ध्रुवीकरण के सहसंबंधों के कारण होते हैं।

वैन डर वाल्स बलों के प्रकार

मुख्य रूप से वैन डर वाल्स बलों के तीन प्रकार होते हैं: द्विध्रुव-द्विध्रुव इंटरैक्शन, लंदन विक्षेपण बल (जिसे प्रेरित द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव इंटरैक्शन भी कहा जाता है), और द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव इंटरैक्शन। प्रत्येक के अलग-अलग विशेषताएँ होती हैं और ये अलग-अलग परिस्थितियों में होते हैं।

द्विध्रुव-द्विध्रुव इंटरैक्शन

द्विध्रुव-द्विध्रुव इंटरैक्शन उन अणुओं के बीच होते हैं जिनके पास स्थायी द्विध्रुव होते हैं। एक अणु जिसमें स्थायी द्विध्रुव होता है, उसके एक तरफ हल्का सकारात्मक चार्ज होता है और दूसरी तरफ हल्का नकारात्मक चार्ज होता है। पानी (H 2 O) स्थायी द्विध्रुव वाले अणु का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। इन इंटरैक्शन में, एक अणु का सकारात्मक ध्रुव दूसरे अणु के नकारात्मक ध्रुव को आकर्षित करता है।

उदाहरण: दो पानी के अणुओं को लें: एक अणु के ऑक्सीजन परमाणु समीपवर्ती अणु के हाइड्रोजन परमाणुओं को आकर्षित करेंगे।

लंदन विक्षेपण बल

लंदन विक्षेपण बल वैन डर वाल्स बल का सबसे कमजोर प्रकार है। वे अस्थायी आकर्षक बल हैं जो तब उत्पन्न होते हैं जब दो समीपवर्ती परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन ऐसी स्थितियाँ ग्रहण करते हैं जो परमाणुओं को अस्थायी द्विध्रुव बना देती हैं। ये बल सभी अणुओं में होते हैं, चाहे वे ध्रुवीय हों या गैर-ध्रुवीय।

उदाहरण: एक गैर-ध्रुवीय अणु जैसे आर्गन गैस (Ar) में, अस्थायी द्विध्रुव बन सकते हैं।

चूंकि इलेक्ट्रॉन लगातार गति में होते हैं, किसी भी समय एक परमाणु के एक छोर पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ सकता है, जिससे अस्थायी द्विध्रुव बन जाता है। यह पड़ोसी परमाणु में एक समान द्विध्रुव उत्पन्न करता है, जिससे उनके बीच आकर्षण उत्पन्न होता है।

द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव इंटरैक्शन

द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव इंटरैक्शन तब होते हैं जब एक स्थायी द्विध्रुव वाला अणु एक गैर-ध्रुवीय अणु के पास आता है। द्विध्रुव का विद्युत क्षेत्र गैर-ध्रुवीय अणु के इलेक्ट्रॉन बादल में विकृति पैदा कर सकता है, जिससे उसमें द्विध्रुव क्षण उत्पन्न होता है।

उदाहरण: एक स्थिति पर विचार करें जहाँ एक क्लोरीन अणु (Cl 2) एक पानी के अणु के पास आता है (H 2 O)।

इस इंटरैक्शन में, पानी (ध्रुवीय अणु) द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र क्लोरीन अणु (गैर-ध्रुवीय) में एक द्विध्रुव उत्पन्न करता है, जिससे उनके बीच इंटरैक्शन होता है।

प्रकृति में वैन डर वाल्स बलों की भूमिका

वैन डर वाल्स बल हमारे दैनिक जीवन में हर जगह मौजूद हैं। वे कमजोर हो सकते हैं, लेकिन वे महत्वपूर्ण हैं और कई घटनाओं के लिए जिम्मेदार हैं।

गेक्को के पैर

कैसे वैन डर वाल्स बल काम करते हैं, इसका एक शानदार और अक्सर उद्धृत उदाहरण गेक्को की दीवारों और छतों पर चलने की क्षमता है। गेक्को के पैरों पर छोटे बाल उन्हें सतहों पर चिपकने के लिए वैन डर वाल्स बलों का उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

गेक्को के पैर के सेटे में परमाणुओं और सतह के बीच के बल उसके शरीर के वजन को सहारा देने के लिए पर्याप्त होते हैं। यह अतिरिक्तता गेक्को के पैरों के लाखों बाल संपर्कों पर बहुत कमजोर वैन डर वाल्स बलों के संचयी प्रभाव के कारण होती है।

गैसों का संघनन

वैन डर वाल्स बलों का एक और उदाहरण गैसों का द्रव में संघनन है। जब तापमान घटने के साथ गैस अणु एक-दूसरे के करीब आते हैं, तो कमजोर वैन डर वाल्स बल अणुओं को एक-दूसरे के करीब रखने के लिए पर्याप्त हो जाते हैं, जिससे संघनन होता है।

वैन डर वाल्स बलों की ताकत

वैन डर वाल्स बलों की ताकत कई कारकों पर निर्भर करती है:

• अणुओं का आकार: बड़े अणुओं में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं और वे अधिक ध्रुवीकरणशील होते हैं, इसलिए उनमें वैन डर वाल्स इंटरैक्शन ज्यादा मजबूत होते हैं।
• सतह क्षेत्र: बड़े सतह क्षेत्र वाले अणु वैन डर वाल्स बलों को मजबूत बना सकते हैं क्योंकि उनके संपर्क बिंदु अधिक होते हैं।
• दूरी: ये बल दूरी-निर्भर होते हैं, और जैसे-जैसे अणु दूर होते जाते हैं, ये तेजी से कमज़ोर होते हैं।

निष्कर्ष

हालांकि वैन डर वाल्स बल आयनिक और सहसंयोजक बॉन्ड की तुलना में कमजोर होते हैं, रसायन विज्ञान और जीवविज्ञान में विभिन्न प्रक्रियाओं को समझने में उनकी मौजूदगी अनिवार्य है। वे अणुओं के भौतिक गुणों में प्रमुख भूमिका निभाते हैं, उबाल और गलन बिंदुओं, घुलनशीलता, और यांत्रिक गुणों को प्रभावित करते हैं। उनकी कमजोर प्रकृति के कारण उन्हें सीधे देखना चुनौतीपूर्ण हो सकता है, लेकिन अक्सर उनकी सामूहिक ताकत महत्वपूर्ण होती है, जिससे वे आणविक और बड़े स्तरों पर इंटरैक्शनों के लिए आवश्यक हो जाते हैं। यह समझ प्राकृतिक दुनिया को नियंत्रित करने वाले इंटरैक्शनों की जटिलता और जटिलता को उजागर करती है।

टिप्पणियाँ