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Molekülmechanik - Nichtbindende Wechselwirkungen

Molekülmechanik: Van-der-Waals-Wechselwirkung

Atome zeigen abstoßende und in kleinerem Ausmaß auch anziehende Wechselwirkungen, auch wenn sie keine Ladung tragen oder direkt gebunden sind. Das anschaulichste Beispiel sind die Edelgase, die bei einer bestimmten Temperatur flüssig bzw. fest werden. Es muss also neben der Abstoßung der Atome auch anziehende Kräfte geben. Die Abweichung vom Verhalten des idealen Gases wurde das erste Mal von Johannes Diderik van der Waals beschrieben.

Der Gleichgewichtsabstand z.B. von Argon in Clustern nahe dem absoluten Nullpunkt ist 3,8 Angstrom. Die Energie steigt mit kleiner werdendem Abstand schnell an (Van-der-Waals-Abstoßung), bei unendlichem Abstand ist die Wechselwirkungsenergie Null.

In den meisten Kraftfeldern wird die Van-der-Waals-Wechselwirkung durch das Lennard-Jones-Potenzial ("12-6-Funktion") modelliert.

Abb.1
Lennard-Jones-Potenzial
Tab.1
Einige van-der-Waals-Radien
Atom H C (sp2, sp) C (sp3) N O
rvdW [Å] 1,50 1,75 1,85 1,70 1,65
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