Zwischenmolekulare Kräfte

Begriff und Grundlage

Zwischenmolekulare oder intermolekulare Kräfte sind Wechselwirkungen zwischen valenzmäßig abgesättigten Molekülen. Sie gehören nicht zu den Kräften, die Atome durch chemische Bindungen zu Molekülen sowie zu Ionen- oder Metallverbindungen verbinden.

Sie beruhen auf elektrostatischer Anziehung: Positive und negative Ladungen ziehen sich an. Dadurch können sich verschiedene Moleküle, etwa Alkohol- oder Wassermoleküle, gegenseitig anziehen. Im Unterschied zu chemischen Bindungen entstehen dabei keine neuen Bindungen zwischen Atomen. In Formeldarstellungen werden chemische Bindungen meist als Striche zwischen Atomen, zwischenmolekulare Wechselwirkungen dagegen meist als gestrichelte Linien zwischen Molekülen dargestellt.

Bedeutung und Phasenübergang

Zwischenmolekulare Kräfte sind üblicherweise sehr viel schwächer als chemische Bindungen. Dennoch zeigen sie sich makroskopisch, also an größeren Mengen eines Stoffes, beispielsweise durch Oberflächenspannung, Kapillarität sowie Adhäsions- und Kohäsionskräfte.

Beim Phasenübergang einer Flüssigkeit zum Gas überwindet die thermische Bewegung die anziehenden zwischenmolekularen Kräfte. Die Moleküle entfernen sich stark voneinander, sodass der Einfluss der Anziehung deutlich abnimmt und sich die Moleküle frei im Raum bewegen können.

Arten der Wechselwirkungen

Zu den zwischenmolekularen Kräften zählen Van-der-Waals-Kräfte. Dazu gehören Dipol-Dipol-Kräfte, die Debye-Wechselwirkung zwischen einem Dipol und einem polarisierbaren Molekül, auch Dipol-induzierter-Dipol-Kräfte genannt, sowie London-Kräfte. Ein Beispiel für Dipol-Dipol-Kräfte sind die gestrichelt dargestellten Wechselwirkungen zwischen zwei Chlorwasserstoffmolekülen (HCl).

Wasserstoffbrücken oder Wasserstoffbrückenbindungen sind deutlich stärker als Van-der-Waals-Kräfte und können teilweise annähernd die Größe chemischer Bindungen erreichen. Zwischen verschiedenen Molekülen kann nur eine Wechselwirkungsart auftreten; es können aber auch zwei oder alle drei Arten wirken.

Bei makromolekularen Stoffen, also Polymeren, sind die zwischenmolekularen Kräfte stärker als die chemischen Bindungskräfte. Deshalb lassen sich diese Stoffe nicht unzersetzt verdampfen.