WaalsKräfte

Van-der-Waals-Kräfte, auch Waals-Kräfte oder Van-der-Waals-Wechselwirkungen genannt, sind schwache zwischenmolekulare Anziehungen zwischen neutralen Atomen und Molekülen. Sie unterscheiden sich von chemischen Bindungen durch ihre geringe Stärke, ihre Reichweite und ihre Abhängigkeit von Orientierungen und Fluktuationen der Elektronendichte. Die Kräfte entstehen aus drei Hauptmechanismen: London-Kraften, Debye-Induktion und Keesom-Kräfte. London-Kraften (Dispersionskräfte) ergeben sich aus kurzzeitigen Fluktuationen der Elektronendichte, die in einem Molekül temporäre Dipole erzeugen, die benachbarte Moleküle ebenfalls polarisieren. Debye-Kräfte (Dipol-Induktionskräfte) treten auf, wenn ein permanenter Dipol ein benachbartes, polarisiertes oder unpolarisiertes Molekül induziert. Keesom-Kräfte (Dipol-Dipol-Kräfte) resultieren aus der Anziehung permanenter Dipole, deren Orientierung im Mittel durch die Temperatur beeinflusst wird. Alle drei Mechanismen tragen zur Anziehung zwischen Molekülen, Atomen und Oberflächen bei und sind besonders wichtig bei Nicht-Polare, Polar- und unpolaren Molekülen.

Die Stärke der Waals-Kräfte hängt von der Größe und Polarisierbarkeit der Teilchen ab; größere Elektronenhüllen führen zu stärkeren London-Kräften. In der Regel sind sie wesentlich schwächer als kovalente oder ionische Bindungen, bestimmen aber Schmelz- und Siedepunkte, Löslichkeit, Oberflächenhaftung, Kondensation und viele Phasenprozesse. Typischerweise folgt die anziehende Komponente ihren 1/R^6-Abhängigkeiten, wie sie in der Lennard-Jones-Form beschrieben wird.

Der Begriff ehrt den niederländischen Physiker Johannes Diderik van der Waals, der diese Kräfte in seinem Modell der realen Gase berücksichtigte.