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Van-der-Waals-KräfteZoomA-Z

Fachgebiet - Allgemeine Chemie

Das Modell des idealen Gases geht davon aus, dass die Teilchen kein Eigenvolumen haben und dass sie keine Wechselwirkung aufeinander ausüben. Bei kleinen Teilchendichten (niedriger Druck) sind die mittleren Teilchenabstände sehr groß und die Summe der Wechselwirkungsenergien im Ensemble entsprechend gering. Bei hohen Temperaturen (hohen kinetischen Energien der Teilchen) sind die attraktiven Wechselwirkungen zu vernachlässigen, da die Teilchen aufgrund der großen kinetischen Energie den Potentialtopf verlassen können.

Im engeren Sinne sind Van-der-Waals-Kräfte (benannt nach Johannes Diderik van der Waals) zwischenmolekulare Anziehungskräfte, deren Energie mit der sechsten Potenz des Molekülabstandes abnimmt. In der Van-der-Waals-Zustandsgleichung realer Gase sind diese Anziehungskräfte für den so genannten Binnendruck a/V2 verantwortlich.

Häufig wird der Begriff auch in einem weiteren Sinne, nämlich als Synonym für alle schwachen zwischenmolekularen Kräfte gebraucht. Zu diesen gehören die Dispersionskräfte (London-Kräfte), die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen permanenten Dipolmomenten bzw. Quadrupolmomenten und die Debye-Kräfte (Anziehungskräfte zwischen permanenten elektrischen Momenten und durch diese induzierten Dipolmomenten).

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

LösungenLevel 240 min.

ChemieAllgemeine ChemieFlüssigkeiten

In der Lerneinheit wird auf den Begriff der Lösung eingegangen.

GeschwindigkeitsverteilungLevel 240 min.

ChemieAllgemeine ChemieGase

Gase verhalten sich infolge schwacher zwischenmolekularer Wechselwirkungen physikalisch weitgehend ähnlich und werden deshalb zunächst mit dem Modell das idealen Gases beschrieben. Verfeinerte Betrachtungen unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen und des Eigenvolumens der Gasmoleküle ermöglichen exaktere Berechnungen des Verhaltens von Gasen.

Zwischenmolekulare WechselwirkungLevel 245 min.

ChemieAllgemeine ChemieChemische Bindung

Die Lerneinheit geht auf die unterschiedlichen zwischenmolekularen Wechselwirkungen ein.

Eigenschaften der KunststoffeLevel 290 min.

ChemieMakromolekulare ChemiePolymere

Die Festigkeit und das Verhalten beim Erwärmen sind wichtige Eigenschaften von Kunststoffen. Diese Eigenschaften dienen dazu, Kunststoffe in drei Gruppen, die Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere, einzuteilen. Die Thermoplaste bilden dabei die mengenmäßig größte Gruppe. Es werden andere wichtige Eigenschaften wie die Dichte und das Brandverhalten vorgestellt. Zudem wird erläutert, wie die innere Struktur der Kunststoffe deren Eigenschaften bestimmt.

Molecular Modelling beim WirkstoffdesignLevel 275 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Das molekulare Modellieren (Molecular Modelling) umfasst verschiedene, meist computerbasierte Methoden und Techniken für die Herleitung, Darstellung und Manipulation dreidimensionaler chemischer Strukturen und daraus abgeleiteter physikochemischer Moleküleigenschaften sowie für die Modellbildung chemischer Reaktionen. Da die meisten Moleküle flexible Systeme sind, die verschiedene, energetisch gleichwertige Zustände einnehmen können, ist bereits das Modellieren einzelner Moleküle keineswegs trivial und verlangt eine erhebliche Rechenleistung. Noch komplexer ist die Modellbildung und Simulation von Bindungsprozessen, da hier sowohl die Besonderheiten des Targets als auch der untersuchten Liganden sowie des Mediums bzw. Lösungsmittels, in dem die Reaktion abläuft, berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grund stellen die berechneten Modelle einen Kompromiss zwischen möglichst realistischen Parametern und notwendigen Vereinfachungen bzw. Annäherungen an die realen Verhältnisse dar. So werden zur Simplifizierung von Energieberechnungen z.B. die Moleküle analog zu makroskopischen Körpern mit einer bestimmten Oberfläche und Volumen visualisiert und Reaktionen meist unter den so genannten "idealen Bedingungen" (z.B. im Vakuum) berechnet.

Schwache Wechselwirkungen in biologischen SystemenLevel 145 min.

BiochemieChemische GrundlagenAllgemeine chemische Grundlagen

Einleitende Lerneinheit, die chemisch-physikalische Vorgänge unter biochemischen Aspekten erläutert.

Zwischenmolekulare WechselwirkungenLevel 140 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Zwischen den Teilchen eines Stoffes bestehen Abstoßungs- und Anziehungskräfte. Erstere zeigen sich makroskopisch in der geringen Kompressibilität von Flüssigkeiten und homogenen Feststoffen, letztere bei der Kondensation von Gasen zu Flüssigkeiten. Die Gesamtheit solcher Kräfte umfasst der Begriff zwischenmolekulare Wechselwirkungen. Die Lerneinheit präsentiert die grundlegenden physikalischen Ansätze für ihre mathematische Beschreibung

Reale GaseLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Beschreibung der Unterschiede, die sich auf Grund von Wechselwirkungen bei realen Gasen im Vergleich zum idealen Gas ergeben.