वैन डेर वाल्स बल: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
Line 4: Line 4:
[[File:Brillenputztücher-trocken.jpg|thumb|[[माइक्रोफ़ाइबर]] कपड़ा खरोंच के बिना गंदगी को हटाने के लिए वैन डेर वाल्स बल का उपयोग करता है।<ref>{{Cite web|date=2008-07-02|author-first=Chris|author-last=Woodford|author-link=Chris Woodford (author)|title=How do microfiber cloths work? {{!}} The science of cleaning|url=http://www.explainthatstuff.com/microfibercloths.html|access-date=2022-02-11|website=Explain that Stuff}}</ref>]][[आणविक भौतिकी]] में, '''वैन डेर वाल्स बल''' परमाणुओं या [[अणु]]ओं के बीच दूरी पर निर्भर अंतःक्रिया है। आयनिक बंधन या [[सहसंयोजक बंधन]] के विपरीत, ये आकर्षण [[रासायनिक बंध]]न के परिणामस्वरूप नहीं होते हैं;<ref>{{GoldBookRef|file=V06597|title=van der Waals forces}}</ref> वह तुलनात्मक रूप से अशक्त हैं और इसलिए अस्तव्यस्तता के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं के बीच लंबी दूरी पर वैन डेर वाल्स बल तेजी से विलुप्त हो जाता है।
[[File:Brillenputztücher-trocken.jpg|thumb|[[माइक्रोफ़ाइबर]] कपड़ा खरोंच के बिना गंदगी को हटाने के लिए वैन डेर वाल्स बल का उपयोग करता है।<ref>{{Cite web|date=2008-07-02|author-first=Chris|author-last=Woodford|author-link=Chris Woodford (author)|title=How do microfiber cloths work? {{!}} The science of cleaning|url=http://www.explainthatstuff.com/microfibercloths.html|access-date=2022-02-11|website=Explain that Stuff}}</ref>]][[आणविक भौतिकी]] में, '''वैन डेर वाल्स बल''' परमाणुओं या [[अणु]]ओं के बीच दूरी पर निर्भर अंतःक्रिया है। आयनिक बंधन या [[सहसंयोजक बंधन]] के विपरीत, ये आकर्षण [[रासायनिक बंध]]न के परिणामस्वरूप नहीं होते हैं;<ref>{{GoldBookRef|file=V06597|title=van der Waals forces}}</ref> वह तुलनात्मक रूप से अशक्त हैं और इसलिए अस्तव्यस्तता के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं के बीच लंबी दूरी पर वैन डेर वाल्स बल तेजी से विलुप्त हो जाता है।


डच भौतिक विज्ञानी [[जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स]] के नाम पर रखा गया था, वान डेर वाल्स बल [[सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान]], संरचनात्मक जीव विज्ञान, बहुलक विज्ञान, [[नैनो]] प्रौद्योगिकी, सतह विज्ञान और [[संघनित पदार्थ भौतिकी]] जैसे विविध क्षेत्रों में मौलिक भूमिका निभाता है। यह [[कार्बनिक रसायन विज्ञान]] और [[आणविक ठोस]] पदार्थों के अनेक गुणों को भी रेखांकित करता है, जिसमें रासायनिक ध्रुवीयता और गैर-ध्रुवीय मीडिया में उनकी [[घुलनशीलता]] भी सम्मिलित है।
डच भौतिक विज्ञानी [[जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स]] के नाम पर रखा गया था, वान डेर वाल्स बल [[सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान]], संरचनात्मक जीव विज्ञान, बहुलक विज्ञान, [[नैनो]] प्रौद्योगिकी, सतह विज्ञान और [[संघनित पदार्थ भौतिकी]] जैसे विविध क्षेत्रों में मौलिक भूमिका निभाता है। इस प्रकार यह [[कार्बनिक रसायन विज्ञान]] और [[आणविक ठोस]] पदार्थों के अनेक गुणों को भी रेखांकित करता है, जिसमें रासायनिक ध्रुवीयता और गैर-ध्रुवीय मीडिया में उनकी [[घुलनशीलता]] भी सम्मिलित है।


यदि कोई अन्य बल उपस्थित नहीं है, जिससे परमाणुओं के बीच की दूरी जिस पर परमाणुओं के दूसरे के निकट आने पर बल आकर्षक के अतिरिक्त प्रतिकारक हो जाता है, वैन डेर वाल्स संपर्क दूरी कहलाती है; यह घटना परमाणुओं के [[परमाणु कक्षक]] के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।<ref>{{Cite book |title=जीव रसायन|last1=Garrett |first1=Reginald H. |last2=Grisham |first2=Charles M. |date = 2016|edition=6th | publisher = University of Virginia |pages=12–13}}</ref>
यदि कोई अन्य बल उपस्थित नहीं है, जिससे परमाणुओं के बीच की दूरी जिस पर परमाणुओं के दूसरे के निकट आने पर बल आकर्षक के अतिरिक्त प्रतिकारक हो जाता है, वैन डेर वाल्स संपर्क दूरी कहलाती है; इस प्रकार यह घटना परमाणुओं के [[परमाणु कक्षक]] के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।<ref>{{Cite book |title=जीव रसायन|last1=Garrett |first1=Reginald H. |last2=Grisham |first2=Charles M. |date = 2016|edition=6th | publisher = University of Virginia |pages=12–13}}</ref>


वैन डेर वाल्स बल <ref>{{Cite book |title=कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान में समीक्षाएँ|last=Tschumper |first=Gregory S. |date = October 20, 2008 |publisher = John Wiley & Sons |isbn=9780470399545 |editor1-last=Lipkowitz |editor1-first=Kenny B. |editor-last2=Cundari |editor-first2=Thomas R. | volume = 26 |pages=39–90 |doi=10.1002/9780470399545.ch2 |chapter = Reliable Electronic Structure Computations for Weak Noncovalent Interactions in Clusters}}</ref> इन्हें सामान्यतः अविलम्ब प्रेरित द्विध्रुवों के बीच [[लंदन फैलाव बल|लंदन प्रसार बल]] के संयोजन के रूप में वर्णित किया जाता है,<ref>{{Cite book|last=Mahan, Gerald D.|url=https://www.worldcat.org/oclc/226037727|title=संक्षेप में क्वांटम यांत्रिकी|date=2009|publisher=Princeton University Press|isbn=978-0-691-13713-1|location=Princeton|oclc=226037727}}</ref> स्थायी द्विध्रुव और प्रेरित द्विध्रुव के बीच डेबाई बल, और स्थायी आणविक द्विध्रुव क्षण के बीच [[कीसोम बल]], जिसका घूर्णी अभिविन्यास समय के साथ गतिशील रूप से औसत होता है।
वैन डेर वाल्स बल <ref>{{Cite book |title=कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान में समीक्षाएँ|last=Tschumper |first=Gregory S. |date = October 20, 2008 |publisher = John Wiley & Sons |isbn=9780470399545 |editor1-last=Lipkowitz |editor1-first=Kenny B. |editor-last2=Cundari |editor-first2=Thomas R. | volume = 26 |pages=39–90 |doi=10.1002/9780470399545.ch2 |chapter = Reliable Electronic Structure Computations for Weak Noncovalent Interactions in Clusters}}</ref> इन्हें सामान्यतः अविलम्ब प्रेरित द्विध्रुवों के बीच [[लंदन फैलाव बल|लंदन प्रसार बल]] के संयोजन के रूप में वर्णित किया जाता है,<ref>{{Cite book|last=Mahan, Gerald D.|url=https://www.worldcat.org/oclc/226037727|title=संक्षेप में क्वांटम यांत्रिकी|date=2009|publisher=Princeton University Press|isbn=978-0-691-13713-1|location=Princeton|oclc=226037727}}</ref> स्थायी द्विध्रुव और प्रेरित द्विध्रुव के बीच डेबाई बल, और स्थायी आणविक द्विध्रुव क्षण के बीच [[कीसोम बल]], जिसका घूर्णी अभिविन्यास समय के साथ गतिशील रूप से औसत होता है।


==परिभाषा                                                                                                                                                                      ==
==परिभाषा                                                                                                                                                                      ==
वैन डेर वाल्स बलों में परमाणुओं, अणुओं के साथ-साथ अन्य अंतर-आणविक बलों के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण सम्मिलित हैं। वह सहसंयोजक बंधन और आयनिक बंधन से भिन्न होते हैं क्योंकि वह पास के कणों के उतार-चढ़ाव वाले ध्रुवीकरण (क्वांटम गतिशीलता का परिणाम) में सहसंबंध के कारण होते हैं<ref name=Abrikosov>
वैन डेर वाल्स बलों में परमाणुओं, अणुओं के साथ-साथ अन्य अंतर-आणविक बलों के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण सम्मिलित हैं। इस प्रकार वह सहसंयोजक बंधन और आयनिक बंधन से भिन्न होते हैं क्योंकि वह पास के कणों के उतार-चढ़ाव वाले ध्रुवीकरण (क्वांटम गतिशीलता का परिणाम) में सहसंबंध के कारण होते हैं<ref name=Abrikosov>
{{Cite book|author1=A.A. Abrikosov |author2=L.P. Gorkov |author3=I.E. Dzyaloshinsky |title=Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics
{{Cite book|author1=A.A. Abrikosov |author2=L.P. Gorkov |author3=I.E. Dzyaloshinsky |title=Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics
|year= 1963–1975 |publisher=[[Dover Publications]] |isbn=978-0-486-63228-5 }}
|year= 1963–1975 |publisher=[[Dover Publications]] |isbn=978-0-486-63228-5 }}
Chapter 6 Electromagnetic Radiation in an Absorbing Medium</ref>).
Chapter 6 Electromagnetic Radiation in an Absorbing Medium</ref>).


बल इलेक्ट्रॉन घनत्व में क्षणिक बदलाव के परिणामस्वरूप होता है। विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन घनत्व अस्थायी रूप से नाभिक के पक्ष अधिक स्थानांतरित हो सकता है। यह बदलाव क्षणिक आवेश उत्पन्न करता है जिससे पास के परमाणु आकर्षित या विकर्षित हो सकते हैं। बल बहुत कम दूरी पर प्रतिकारक होता है, प्रत्येक परमाणु या अणु की संतुलन दूरी विशेषता पर शून्य तक पहुंच जाता है, और संतुलन दूरी से बड़ी दूरी के लिए आकर्षक हो जाता है। व्यक्तिगत परमाणुओं के लिए, परमाणु-विशिष्ट व्यास के आधार पर, संतुलन दूरी 0.3 एनएम और 0.5 एनएम के बीच है।<ref>{{Cite journal |last=Batsanov |first=S. S. |date=2001 |title=तत्वों की वैन डेर वाल्स त्रिज्या|url=http://link.springer.com/10.1023/A:1011625728803 |journal=Inorganic Materials |volume=37 |issue=9 |pages=871–885 |doi=10.1023/A:1011625728803|s2cid=52088903 }}</ref> जब अंतरपरमाणु दूरी 1.0 एनएम से अधिक होती है तो बल इतना सशक्त नहीं होता है कि सरलता से देखा जा सके क्योंकि यह लगभग 7वीं शक्ति (~R<sup>−7</sup>) के साथ दूरी R के कार्य के रूप में घटता है).<ref>{{Cite book |last=Hirschfelder |first=Joseph O. |url=https://www.worldcat.org/oclc/534717 |title=गैसों और तरल पदार्थों का आणविक सिद्धांत|date=1954 |publisher=Wiley |others=Charles F. Curtiss, R. Byron Bird, University of Wisconsin. Naval Research Laboratory |isbn=0-471-40065-3 |location=New York |oclc=534717}}</ref>
बल इलेक्ट्रॉन घनत्व में क्षणिक बदलाव के परिणामस्वरूप होता है। विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन घनत्व अस्थायी रूप से नाभिक के पक्ष अधिक स्थानांतरित हो सकता है। यह बदलाव क्षणिक आवेश उत्पन्न करता है जिससे पास के परमाणु आकर्षित या विकर्षित हो सकते हैं। इस प्रकार बल बहुत कम दूरी पर प्रतिकारक होता है, प्रत्येक परमाणु या अणु की संतुलन दूरी विशेषता पर शून्य तक पहुंच जाता है, और संतुलन दूरी से बड़ी दूरी के लिए आकर्षक हो जाता है। व्यक्तिगत परमाणुओं के लिए, परमाणु-विशिष्ट व्यास के आधार पर, संतुलन दूरी 0.3 एनएम और 0.5 एनएम के बीच है।<ref>{{Cite journal |last=Batsanov |first=S. S. |date=2001 |title=तत्वों की वैन डेर वाल्स त्रिज्या|url=http://link.springer.com/10.1023/A:1011625728803 |journal=Inorganic Materials |volume=37 |issue=9 |pages=871–885 |doi=10.1023/A:1011625728803|s2cid=52088903 }}</ref> जब अंतरपरमाणु दूरी 1.0 एनएम से अधिक होती है तो बल इतना सशक्त नहीं होता है कि सरलता से देखा जा सके क्योंकि यह लगभग 7वीं शक्ति (~R<sup>−7</sup>) के साथ दूरी R के कार्य के रूप में घटता है).<ref>{{Cite book |last=Hirschfelder |first=Joseph O. |url=https://www.worldcat.org/oclc/534717 |title=गैसों और तरल पदार्थों का आणविक सिद्धांत|date=1954 |publisher=Wiley |others=Charles F. Curtiss, R. Byron Bird, University of Wisconsin. Naval Research Laboratory |isbn=0-471-40065-3 |location=New York |oclc=534717}}</ref>


वैन डेर वाल्स बल अधिकांशतः सबसे अशक्त रासायनिक बलों में से होते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न H<sub>2</sub> अणुओं में H परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक वैन डेर वाल्स अंतःक्रिया ऊर्जा 0.06 kJ/mol (0.6 meV) के समान होती है और विभिन्न O2 अणुओं में O परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक अंतःक्रिया ऊर्जा 0.44 kJ/mol (4.6 meV) के समान होती है।<ref>{{Cite journal |last1=Wang |first1=Shiyi |last2=Hou |first2=Kaiyi |last3=Heinz |first3=Hendrik |date=2021-08-10 |title=गैसों, इलेक्ट्रोलाइट्स और विषम इंटरफेस का अनुकरण करने के लिए आणविक ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के लिए सटीक और संगत बल क्षेत्र|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.0c01132 |journal=Journal of Chemical Theory and Computation |language=en |volume=17 |issue=8 |pages=5198–5213 |doi=10.1021/acs.jctc.0c01132 |pmid=34255965 |s2cid=235823673 |issn=1549-9618}}</ref> इस प्रकार H<sub>2</sub> और O<sub>2</sub> आणविक तरल पदार्थों की संगत वाष्पीकरण ऊर्जा, जिसके परिणामस्वरूप आणविक तरल पदार्थों में प्रति अणु सभी वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन का योग क्रमशः 0.90 kJ/mol (9.3 meV) और 6.82 kJ/mol (70.7 meV) होता है और इस प्रकार व्यक्तिगत युग्मित अंतर-परमाणु इंटरैक्शन (सहसंयोजक बंधनों को छोड़कर) के मूल्य का लगभग ~ 15 गुना होता है।                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
वैन डेर वाल्स बल अधिकांशतः सबसे अशक्त रासायनिक बलों में से होते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न H<sub>2</sub> अणुओं में H परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक वैन डेर वाल्स अंतःक्रिया ऊर्जा 0.06 kJ/mol (0.6 meV) के समान होती है और इस प्रकार विभिन्न O2 अणुओं में O परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक अंतःक्रिया ऊर्जा 0.44 kJ/mol (4.6 meV) के समान होती है।<ref>{{Cite journal |last1=Wang |first1=Shiyi |last2=Hou |first2=Kaiyi |last3=Heinz |first3=Hendrik |date=2021-08-10 |title=गैसों, इलेक्ट्रोलाइट्स और विषम इंटरफेस का अनुकरण करने के लिए आणविक ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के लिए सटीक और संगत बल क्षेत्र|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.0c01132 |journal=Journal of Chemical Theory and Computation |language=en |volume=17 |issue=8 |pages=5198–5213 |doi=10.1021/acs.jctc.0c01132 |pmid=34255965 |s2cid=235823673 |issn=1549-9618}}</ref> इस प्रकार H<sub>2</sub> और O<sub>2</sub> आणविक तरल पदार्थों की संगत वाष्पीकरण ऊर्जा, जिसके परिणामस्वरूप आणविक तरल पदार्थों में प्रति अणु सभी वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन का योग क्रमशः 0.90 kJ/mol (9.3 meV) और 6.82 kJ/mol (70.7 meV) होता है और इस प्रकार व्यक्तिगत युग्मित अंतर-परमाणु इंटरैक्शन (सहसंयोजक बंधनों को छोड़कर) के मूल्य का लगभग ~ 15 गुना होता है।                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           


भाग लेने वाले परमाणुओं की उच्च ध्रुवीकरण क्षमता के साथ वैन-डेर-वाल्स बांड की बल बढ़ जाता है।<ref>{{Cite journal |last1=Heinz |first1=Hendrik |last2=Lin |first2=Tzu-Jen |last3=Kishore Mishra |first3=Ratan |last4=Emami |first4=Fateme S. |date=2013-02-12 |title=Thermodynamically Consistent Force Fields for the Assembly of Inorganic, Organic, and Biological Nanostructures: The INTERFACE Force Field |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la3038846 |journal=Langmuir |language=en |volume=29 |issue=6 |pages=1754–1765 |doi=10.1021/la3038846 |pmid=23276161 |issn=0743-7463}}</ref> उदाहरण के लिए, H<sub>2</sub>S और सल्फाइड में S परमाणुओं जैसे अधिक ध्रुवीकरण योग्य परमाणुओं के लिए युग्मित वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन ऊर्जा 1 kJ/mol (10 meV) से अधिक है, और इससे भी बड़े, अधिक ध्रुवीकरण योग्य Xe परमाणुओं के बीच युग्मित इंटरैक्शन ऊर्जा 2.35 kJ/mol है। (24.3 meV) <ref>{{Cite journal |last=Halgren |first=Thomas A. |date=September 1992 |title=The representation of van der Waals (vdW) interactions in molecular mechanics force fields: potential form, combination rules, and vdW parameters |url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00046a032 |journal=Journal of the American Chemical Society |language=en |volume=114 |issue=20 |pages=7827–7843 |doi=10.1021/ja00046a032 |issn=0002-7863}}</ref> ये वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन H<sub>2</sub> की तुलना में 40 गुना अधिक सशक्त हैं, जिसमें केवल एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, और वे अभी भी मानक परिस्थितियों में Xe के लिए गैस के अतिरिक्त अन्य समग्र स्थिति प्राप्त करने के लिए पर्याप्त सशक्त नहीं हैं। धातुओं में परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया को वैन-डेर-वाल्स अंतःक्रिया के रूप में भी प्रभावी विधि से वर्णित किया जा सकता है और यह सहसंयोजक और आयनिक अंतःक्रियाओं की तुलना में बंधन शक्ति के साथ देखे गए ठोस समुच्चय अवस्था के लिए उत्तरदायी है। युग्मित वैन-डेर-वाल्स प्रकार की अंतःक्रियाओं की बल कम पिघलने वाले Pb के लिए 12 kJ/mol (120 meV) के क्रम पर और उच्च पिघलने वाले Pt के लिए 32 kJ/mol (330 meV) के क्रम पर है, जो है अत्यधिक ध्रुवीकरण योग्य मुक्त इलेक्ट्रॉन गैस की उपस्थिति के कारण Xe की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम अधिक सशक्त है।<ref>{{Cite journal |last1=Heinz |first1=Hendrik |last2=Vaia |first2=R. A. |last3=Farmer |first3=B. L. |last4=Naik |first4=R. R. |date=2008-11-06 |title=Accurate Simulation of Surfaces and Interfaces of Face-Centered Cubic Metals Using 12−6 and 9−6 Lennard-Jones Potentials |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp801931d |journal=The Journal of Physical Chemistry C |language=en |volume=112 |issue=44 |pages=17281–17290 |doi=10.1021/jp801931d |issn=1932-7447}}</ref> तदनुसार, वैन डेर वाल्स बल अशक्त से लेकर सशक्त अंतःक्रियाओं तक हो सकते हैं, और जब इस तरह की बहुत सी अंतःक्रियाएं उपस्थित होती हैं तो अभिन्न संरचनात्मक भार का समर्थन करती हैं।
भाग लेने वाले परमाणुओं की उच्च ध्रुवीकरण क्षमता के साथ वैन-डेर-वाल्स बांड की बल बढ़ जाता है।<ref>{{Cite journal |last1=Heinz |first1=Hendrik |last2=Lin |first2=Tzu-Jen |last3=Kishore Mishra |first3=Ratan |last4=Emami |first4=Fateme S. |date=2013-02-12 |title=Thermodynamically Consistent Force Fields for the Assembly of Inorganic, Organic, and Biological Nanostructures: The INTERFACE Force Field |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la3038846 |journal=Langmuir |language=en |volume=29 |issue=6 |pages=1754–1765 |doi=10.1021/la3038846 |pmid=23276161 |issn=0743-7463}}</ref> उदाहरण के लिए, H<sub>2</sub>S और सल्फाइड में S परमाणुओं जैसे अधिक ध्रुवीकरण योग्य परमाणुओं के लिए युग्मित वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन ऊर्जा 1 kJ/mol (10 meV) से अधिक है, और इससे भी बड़े, अधिक ध्रुवीकरण योग्य Xe परमाणुओं के बीच युग्मित इंटरैक्शन ऊर्जा 2.35 kJ/mol है। (24.3 meV) <ref>{{Cite journal |last=Halgren |first=Thomas A. |date=September 1992 |title=The representation of van der Waals (vdW) interactions in molecular mechanics force fields: potential form, combination rules, and vdW parameters |url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00046a032 |journal=Journal of the American Chemical Society |language=en |volume=114 |issue=20 |pages=7827–7843 |doi=10.1021/ja00046a032 |issn=0002-7863}}</ref> ये वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन H<sub>2</sub> की तुलना में 40 गुना अधिक सशक्त हैं, जिसमें केवल एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, और वे अभी भी मानक परिस्थितियों में Xe के लिए गैस के अतिरिक्त अन्य समग्र स्थिति प्राप्त करने के लिए पर्याप्त सशक्त नहीं हैं। धातुओं में परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया को वैन-डेर-वाल्स अंतःक्रिया के रूप में भी प्रभावी विधि से वर्णित किया जा सकता है और यह सहसंयोजक और आयनिक अंतःक्रियाओं की तुलना में बंधन शक्ति के साथ देखे गए ठोस समुच्चय अवस्था के लिए उत्तरदायी है। युग्मित वैन-डेर-वाल्स प्रकार की अंतःक्रियाओं की बल कम पिघलने वाले Pb के लिए 12 kJ/mol (120 meV) के क्रम पर और उच्च पिघलने वाले Pt के लिए 32 kJ/mol (330 meV) के क्रम पर है, जो है अत्यधिक ध्रुवीकरण योग्य मुक्त इलेक्ट्रॉन गैस की उपस्थिति के कारण Xe की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम अधिक सशक्त है।<ref>{{Cite journal |last1=Heinz |first1=Hendrik |last2=Vaia |first2=R. A. |last3=Farmer |first3=B. L. |last4=Naik |first4=R. R. |date=2008-11-06 |title=Accurate Simulation of Surfaces and Interfaces of Face-Centered Cubic Metals Using 12−6 and 9−6 Lennard-Jones Potentials |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp801931d |journal=The Journal of Physical Chemistry C |language=en |volume=112 |issue=44 |pages=17281–17290 |doi=10.1021/jp801931d |issn=1932-7447}}</ref> तदनुसार, वैन डेर वाल्स बल अशक्त से लेकर सशक्त अंतःक्रियाओं तक हो सकते हैं, और जब इस तरह की बहुत सी अंतःक्रियाएं उपस्थित होती हैं तो अभिन्न संरचनात्मक भार का समर्थन करती हैं।


अधिक व्यापक रूप से, अंतर-आणविक बलों के अनेक संभावित योगदान हैं:
अधिक व्यापक रूप से, अंतर-आणविक बलों के अनेक संभावित योगदान हैं:


# [[पाउली अपवर्जन सिद्धांत]] से उत्पन्न प्रतिकारक घटक जो परमाणुओं के निकट संपर्क, या अणुओं के पतन को रोकता है।
# [[पाउली अपवर्जन सिद्धांत]] से उत्पन्न प्रतिकारक घटक जो परमाणुओं के निकट संपर्क, या अणुओं के पतन को रोकता है।
# स्थायी आवेशों (आणविक आयनों के स्थिति में), द्विध्रुवों (व्युत्क्रम केंद्र के बिना अणुओं के स्थिति में), चौगुनी (घन से कम समरूपता वाले सभी अणु), और सामान्य रूप से स्थायी बहुध्रुवों के बीच आकर्षक या प्रतिकारक [[इलेक्ट्रोस्टैटिक]] इंटरैक्शन या इन इंटरैक्शन में [[ हाइड्रोजन बंध ]], Cation-π इंटरैक्शन या cation-pi, और Pi-स्टैकिंग (रसायन विज्ञान) या pi-स्टैकिंग इंटरैक्शन भी सम्मिलित हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन से ओरिएंटेशन-औसत योगदान को कभी-कभी [[विलेम हेंड्रिक कीसोम]] के बाद कीसोम बल या कीसोम बल कहा जाता है।
# स्थायी आवेशों (आणविक आयनों के स्थिति में), द्विध्रुवों (व्युत्क्रम केंद्र के बिना अणुओं के स्थिति में), चौगुनी (घन से कम समरूपता वाले सभी अणु), और सामान्य रूप से स्थायी बहुध्रुवों के बीच आकर्षक या प्रतिकारक [[इलेक्ट्रोस्टैटिक]] इंटरैक्शन या इन इंटरैक्शन में [[ हाइड्रोजन बंध |हाइड्रोजन बंध]] , Cation-π इंटरैक्शन या cation-pi, और Pi-स्टैकिंग (रसायन विज्ञान) या pi-स्टैकिंग इंटरैक्शन भी सम्मिलित हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन से ओरिएंटेशन-औसत योगदान को कभी-कभी [[विलेम हेंड्रिक कीसोम]] के पश्चात् कीसोम बल या कीसोम बल कहा जाता है।
# प्रेरण (जिसे ध्रुवीकरण के रूप में भी जाना जाता है), जो अणु पर स्थायी [[मल्टीपोल]] के साथ दूसरे अणु पर प्रेरित मल्टीपोल के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है। पीटर जे.डब्ल्यू के नाम पर इस अंतःक्रिया को कभी-कभी डेबी बल भी कहा जाता है।  
# प्रेरण (जिसे ध्रुवीकरण के रूप में भी जाना जाता है), जो अणु पर स्थायी [[मल्टीपोल]] के साथ दूसरे अणु पर प्रेरित मल्टीपोल के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है। पीटर जे.डब्ल्यू के नाम पर इस अंतःक्रिया को कभी-कभी डेबी बल भी कहा जाता है।  
# प्रसार (सामान्यतः [[फ़्रिट्ज़ लंदन]] के बाद इसे लंदन प्रसार बल का नाम दिया गया है), जो गैर-ध्रुवीय परमाणुओं सहित अणुओं की किसी भी जोड़ी के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है, जो तात्कालिक मल्टीपोल की इंटरैक्शन से उत्पन्न होती है।
# प्रसार (सामान्यतः [[फ़्रिट्ज़ लंदन]] के पश्चात् इसे लंदन प्रसार बल का नाम दिया गया है), जो गैर-ध्रुवीय परमाणुओं सहित अणुओं की किसी भी जोड़ी के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है, जो तात्कालिक मल्टीपोल की इंटरैक्शन से उत्पन्न होती है।


इसके द्वारा, विभिन्न पाठ वैन डेर वाल्स बल शब्द का उपयोग करते हुए इंटरैक्शन के अलग स्पेक्ट्रम को संदर्भित कर सकते हैं। सामान्यतः, योगदान (1) और (4) को वैन-डेर-वाल्स बलों के रूप में माना जाता है, (2) में वर्णित स्थायी मल्टीपोल से प्रभाव और (3) में स्थायी ध्रुवीकरण से प्रभाव को कम करता है चूँकि, कुछ ग्रंथों में वैन डेर वाल्स बल को प्रतिकर्षण सहित बलों की समग्रता के रूप में वर्णित किया गया है; दूसरों का कारण सभी आकर्षक बलों से है (और फिर कभी-कभी वैन डेर वाल्स-कीसोम, वैन डेर वाल्स-डेबी और वैन डेर वाल्स-लंदन में अंतर करते हैं)।
इसके द्वारा, विभिन्न पाठ वैन डेर वाल्स बल शब्द का उपयोग करते हुए इंटरैक्शन के अलग स्पेक्ट्रम को संदर्भित कर सकते हैं। सामान्यतः, योगदान (1) और (4) को वैन-डेर-वाल्स बलों के रूप में माना जाता है, (2) में वर्णित स्थायी मल्टीपोल से प्रभाव और (3) में स्थायी ध्रुवीकरण से प्रभाव को कम करता है चूँकि, कुछ ग्रंथों में वैन डेर वाल्स बल को प्रतिकर्षण सहित बलों की समग्रता के रूप में वर्णित किया गया है; इस प्रकार दूसरों का कारण सभी आकर्षक बलों से है (और फिर कभी-कभी वैन डेर वाल्स-कीसोम, वैन डेर वाल्स-डेबी और वैन डेर वाल्स-लंदन में अंतर करते हैं)।


सभी अंतरआण्विक/वैन डेर वाल्स बल [[एनिस्ट्रोपिक]] हैं (दो उत्कृष्ट गैस परमाणुओं के बीच के बलों को छोड़कर), जिसका अर्थ है कि वह अणुओं के सापेक्ष अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं। अभिविन्यास के अतिरिक्त, प्रेरण और प्रसार की इंटरैक्शन सदैव आकर्षक होती है, किन्तु अणुओं के घूमने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन का संकेत बदल जाता है। अर्थात्, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अणुओं के पारस्परिक अभिविन्यास के आधार पर आकर्षक या प्रतिकारक हो सकता है। जब अणु थर्मल गति में होते हैं, क्योंकि वह गैस और तरल चरण में होते हैं, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अधिक सीमा तक औसत हो जाता है क्योंकि अणु थर्मल रूप से घूमते हैं और इस प्रकार इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के प्रतिकारक और आकर्षक दोनों भागों की जांच करते हैं। यादृच्छिक थर्मल गति वैन डेर वाल्स बल के इलेक्ट्रोस्टैटिक घटक को बाधित या दूर कर सकती है किन्तु आकर्षक प्रेरण और प्रसार बलों के लिए औसत प्रभाव बहुत कम स्पष्ट होता है।
सभी अंतरआण्विक/वैन डेर वाल्स बल [[एनिस्ट्रोपिक]] हैं (दो उत्कृष्ट गैस परमाणुओं के बीच के बलों को छोड़कर), जिसका अर्थ है कि वह अणुओं के सापेक्ष अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार अभिविन्यास के अतिरिक्त, प्रेरण और प्रसार की इंटरैक्शन सदैव आकर्षक होती है, किन्तु अणुओं के घूमने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन का संकेत बदल जाता है। अर्थात्, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अणुओं के पारस्परिक अभिविन्यास के आधार पर आकर्षक या प्रतिकारक हो सकता है। जब अणु थर्मल गति में होते हैं, क्योंकि वह गैस और तरल चरण में होते हैं, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अधिक सीमा तक औसत हो जाता है क्योंकि अणु थर्मल रूप से घूमते हैं और इस प्रकार इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के प्रतिकारक और आकर्षक दोनों भागों की जांच करते हैं। इस प्रकार यादृच्छिक थर्मल गति वैन डेर वाल्स बल के इलेक्ट्रोस्टैटिक घटक को बाधित या दूर कर सकती है किन्तु आकर्षक प्रेरण और प्रसार बलों के लिए औसत प्रभाव बहुत कम स्पष्ट होता है।


[[लेनार्ड-जोन्स क्षमता]] का उपयोग अधिकांशतः दूरी के कार्य के रूप में कुल (प्रतिकर्षण प्लस आकर्षण) वैन डेर वाल्स बल के आइसोट्रोपिक भाग के लिए अनुमानित मॉडल के रूप में किया जाता है।
[[लेनार्ड-जोन्स क्षमता]] का उपयोग अधिकांशतः दूरी के कार्य के रूप में कुल (प्रतिकर्षण प्लस आकर्षण) वैन डेर वाल्स बल के आइसोट्रोपिक भाग के लिए अनुमानित मॉडल के रूप में किया जाता है।


वैन डेर वाल्स बल वर्णक्रमीय रेखाओं के दबाव विस्तार (वैन डेर वाल्स चौड़ीकरण) और [[वैन डेर वाल्स अणु]]ओं के निर्माण के कुछ मामलों के लिए उत्तरदायी हैं। लंदन-वैन डेर वाल्स सेना ढांकता हुआ मीडिया के लिए [[कासिमिर प्रभाव]] से संबंधित हैं, पहला बाद वाले थोक संपत्ति का सूक्ष्म विवरण है। इसकी पहली विस्तृत गणना 1955 में एवगेनी मिखाइलोविच लिफ़शिट्ज़|ई द्वारा की गई थी। एम. लाइफशिट्ज़ <ref>For further investigation, one may consult the University of St. Andrews' levitation work in a popular article: [https://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/070806091137.htm Science Journal: ''New way to levitate objects discovered''], and in a more scholarly version: {{cite journal |doi=10.1088/1367-2630/9/8/254|title=Quantum levitation by left-handed metamaterials|year=2007|last1=Leonhardt|first1=Ulf|last2=Philbin|first2=Thomas G.|s2cid=463815|journal=New Journal of Physics|volume=9|issue=8|page=254|arxiv=quant-ph/0608115|bibcode=2007NJPh....9..254L}}, which relate the Casimir effect to the gecko and how the reversal of the Casimir effect can result in physical levitation of tiny objects.</ref> वैन डेर वाल्स बलों का अधिक सामान्य सिद्धांत भी विकसित किया गया है।<ref>{{cite journal|last1= Dzyaloshinskii|first1= I E|last2= Lifshitz|first2= E M|last3= Pitaevskii|first3= Lev P|title= वैन डेर वाल्स की सेनाओं का सामान्य सिद्धांत|journal= Soviet Physics Uspekhi|volume= 4|page= 153|year= 1961|doi= 10.1070/PU1961v004n02ABEH003330|bibcode=1961SvPhU...4..153D|issue= 2}}</ref><ref>{{cite journal|last1= Zheng|first1= Y.|last2= Narayanaswamy|first2= A.|s2cid= 64619547|title= डिसिपेटिव मीडिया में वैन डेर वाल्स दबाव का लाइफशिट्ज़ सिद्धांत|journal= Phys. Rev. A|volume= 83|issue= 4|page= 042504 |year= 2011|doi=10.1103/PhysRevA.83.042504|arxiv = 1011.5433 |bibcode = 2011PhRvA..83d2504Z }}</ref>
वैन डेर वाल्स बल वर्णक्रमीय रेखाओं के दबाव विस्तार (वैन डेर वाल्स चौड़ीकरण) और [[वैन डेर वाल्स अणु]]ओं के निर्माण के कुछ स्थितियों के लिए उत्तरदायी हैं। लंदन-वैन डेर वाल्स सेना ढांकता हुआ मीडिया के लिए [[कासिमिर प्रभाव]] से संबंधित हैं, पहला पश्चात् वाले थोक संपत्ति का सूक्ष्म विवरण है। इसकी पहली विस्तृत गणना 1955 में एवगेनी मिखाइलोविच लिफ़शिट्ज़|ई द्वारा की गई थी। एम. लाइफशिट्ज़ <ref>For further investigation, one may consult the University of St. Andrews' levitation work in a popular article: [https://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/070806091137.htm Science Journal: ''New way to levitate objects discovered''], and in a more scholarly version: {{cite journal |doi=10.1088/1367-2630/9/8/254|title=Quantum levitation by left-handed metamaterials|year=2007|last1=Leonhardt|first1=Ulf|last2=Philbin|first2=Thomas G.|s2cid=463815|journal=New Journal of Physics|volume=9|issue=8|page=254|arxiv=quant-ph/0608115|bibcode=2007NJPh....9..254L}}, which relate the Casimir effect to the gecko and how the reversal of the Casimir effect can result in physical levitation of tiny objects.</ref> वैन डेर वाल्स बलों का अधिक सामान्य सिद्धांत भी विकसित किया गया है।<ref>{{cite journal|last1= Dzyaloshinskii|first1= I E|last2= Lifshitz|first2= E M|last3= Pitaevskii|first3= Lev P|title= वैन डेर वाल्स की सेनाओं का सामान्य सिद्धांत|journal= Soviet Physics Uspekhi|volume= 4|page= 153|year= 1961|doi= 10.1070/PU1961v004n02ABEH003330|bibcode=1961SvPhU...4..153D|issue= 2}}</ref><ref>{{cite journal|last1= Zheng|first1= Y.|last2= Narayanaswamy|first2= A.|s2cid= 64619547|title= डिसिपेटिव मीडिया में वैन डेर वाल्स दबाव का लाइफशिट्ज़ सिद्धांत|journal= Phys. Rev. A|volume= 83|issue= 4|page= 042504 |year= 2011|doi=10.1103/PhysRevA.83.042504|arxiv = 1011.5433 |bibcode = 2011PhRvA..83d2504Z }}</ref>


वैन डेर वाल्स बलों की मुख्य विशेषताएं हैं:<ref name="Sethi 1992">{{cite book | last1=Sethi | first1=M. S. | last2=Satake | first2=M. | title=रासायनिक संबंध| publisher=Discovery Publishing House | publication-place=New Delhi | year=1992 | isbn=978-81-7141-163-4 | oclc=912437861 | page=}}</ref>
वैन डेर वाल्स बलों की मुख्य विशेषताएं हैं:<ref name="Sethi 1992">{{cite book | last1=Sethi | first1=M. S. | last2=Satake | first2=M. | title=रासायनिक संबंध| publisher=Discovery Publishing House | publication-place=New Delhi | year=1992 | isbn=978-81-7141-163-4 | oclc=912437861 | page=}}</ref>
Line 57: Line 57:
\end{align}</math>|{{EquationRef|1}}}}
\end{align}</math>|{{EquationRef|1}}}}


जहां A [[हैमेकर स्थिरांक]] है, जो स्थिरांक (~10) है<sup>−19</sup> −10<sup>−20</sup> J) जो भौतिक गुणों पर निर्भर करता है (यह हस्तक्षेप करने वाले माध्यम के आधार पर संकेत में धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है), और z केंद्र से केंद्र की दूरी है; अर्थात, R<sub>1</sub>, R<sub>2</sub>, का योग r (सतहों के बीच की दूरी): <math>\ z = R_{1} + R_{2} + r</math>. है
जहां A [[हैमेकर स्थिरांक]] है, जो स्थिरांक (~10) है<sup>−19</sup> −10<sup>−20</sup> J) जो भौतिक गुणों पर निर्भर करता है (यह हस्तक्षेप करने वाले माध्यम के आधार पर संकेत में धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है), और z केंद्र से केंद्र की दूरी है; अर्थात, R<sub>1</sub>, R<sub>2</sub>, का योग r (सतहों के बीच की दूरी): <math>\ z = R_{1} + R_{2} + r</math>. है


स्थिर त्रिज्या (R<sub>1</sub> और R<sub>2</sub>) के दो क्षेत्रों के बीच वैन डेर वाल्स बल मापदंड के रूप में माना जाता है) तब पृथक्करण का कार्य है क्योंकि किसी वस्तु पर बल संभावित ऊर्जा कार्य के व्युत्पन्न का ऋणात्मक है,<math>\ F_{\rm VdW}(z) = -\frac{d}{dz}U(z)</math>. यह प्रदान करता है:
स्थिर त्रिज्या (R<sub>1</sub> और R<sub>2</sub>) के दो क्षेत्रों के बीच वैन डेर वाल्स बल मापदंड के रूप में माना जाता है) तब पृथक्करण का कार्य है क्योंकि किसी वस्तु पर बल संभावित ऊर्जा कार्य के व्युत्पन्न का ऋणात्मक है,<math>\ F_{\rm VdW}(z) = -\frac{d}{dz}U(z)</math>. यह प्रदान करता है:
Line 84: Line 84:


2014 के अध्ययन से पता चला है कि स्मूथ टेफ्लॉन और [[पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन]] सतहों पर गेको आसंजन मुख्य रूप से इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन (संपर्क विद्युतीकरण के कारण) द्वारा निर्धारित होता है, इस प्रकार न कि वैन डेर वाल्स या केशिका बलों द्वारा <ref>{{cite journal |last1=Izadi|first1=H.|last2=Stewart|first2=K. M. E.|last3=Penlidis|first3=A.|title=गेको आसंजन में संपर्क विद्युतीकरण और इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन की भूमिका|journal=Journal of the Royal Society Interface |date=9 July 2014 |volume=11 |issue=98 |pages=20140371 |doi=10.1098/rsif.2014.0371|pmid=25008078|pmc=4233685|quote=We have demonstrated that it is the CE-driven electrostatic interactions which dictate the strength of gecko adhesion, and not the van der Waals or capillary forces which are conventionally considered as the main source of gecko adhesion.}}</ref>[[ सन्धिपाद | स्कोपुला]] के बीच, कुछ मकड़ियों के [[चट्टानों]] या स्कोपुला पैड पर समान सेट होते हैं, जो उन्हें कांच या चीनी मिट्टी के पात्र जैसी बेसीमा स्मूथ सतहों पर चढ़ने या उल्टा लटकने में सक्षम बनाते हैं।<ref name="KeselMartin2004">{{Cite journal |last1=Kesel |first1=Antonia B. |last2=Martin |first2=Andrew |last3=Seidl |first3=Tobias |date=19 April 2004 |title=Getting a grip on spider attachment: an AFM approach to microstructure adhesion in arthropods |journal=[[Smart Materials and Structures]] |volume=13 |issue=3 |pages=512–518 |doi=10.1088/0964-1726/13/3/009 |issn=0964-1726|bibcode=2004SMaS...13..512K |s2cid=250841250 }}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Wolff |first1=Jonas O. |last2=Gorb |first2=Stanislav N. |date=7 January 2012 |title=मकड़ी ''फिलोड्रोमस डिस्पर'' (अरानेई, फिलोड्रोमिडे) की लगाव क्षमता पर आर्द्रता का प्रभाव|journal=[[Proceedings of the Royal Society B]] |volume=279 |issue=1726 |pages=139–143 |doi=10.1098/rspb.2011.0505 |pmid=21593034 |pmc=3223641 }}</ref>
2014 के अध्ययन से पता चला है कि स्मूथ टेफ्लॉन और [[पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन]] सतहों पर गेको आसंजन मुख्य रूप से इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन (संपर्क विद्युतीकरण के कारण) द्वारा निर्धारित होता है, इस प्रकार न कि वैन डेर वाल्स या केशिका बलों द्वारा <ref>{{cite journal |last1=Izadi|first1=H.|last2=Stewart|first2=K. M. E.|last3=Penlidis|first3=A.|title=गेको आसंजन में संपर्क विद्युतीकरण और इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन की भूमिका|journal=Journal of the Royal Society Interface |date=9 July 2014 |volume=11 |issue=98 |pages=20140371 |doi=10.1098/rsif.2014.0371|pmid=25008078|pmc=4233685|quote=We have demonstrated that it is the CE-driven electrostatic interactions which dictate the strength of gecko adhesion, and not the van der Waals or capillary forces which are conventionally considered as the main source of gecko adhesion.}}</ref>[[ सन्धिपाद | स्कोपुला]] के बीच, कुछ मकड़ियों के [[चट्टानों]] या स्कोपुला पैड पर समान सेट होते हैं, जो उन्हें कांच या चीनी मिट्टी के पात्र जैसी बेसीमा स्मूथ सतहों पर चढ़ने या उल्टा लटकने में सक्षम बनाते हैं।<ref name="KeselMartin2004">{{Cite journal |last1=Kesel |first1=Antonia B. |last2=Martin |first2=Andrew |last3=Seidl |first3=Tobias |date=19 April 2004 |title=Getting a grip on spider attachment: an AFM approach to microstructure adhesion in arthropods |journal=[[Smart Materials and Structures]] |volume=13 |issue=3 |pages=512–518 |doi=10.1088/0964-1726/13/3/009 |issn=0964-1726|bibcode=2004SMaS...13..512K |s2cid=250841250 }}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Wolff |first1=Jonas O. |last2=Gorb |first2=Stanislav N. |date=7 January 2012 |title=मकड़ी ''फिलोड्रोमस डिस्पर'' (अरानेई, फिलोड्रोमिडे) की लगाव क्षमता पर आर्द्रता का प्रभाव|journal=[[Proceedings of the Royal Society B]] |volume=279 |issue=1726 |pages=139–143 |doi=10.1098/rspb.2011.0505 |pmid=21593034 |pmc=3223641 }}</ref>
== यह भी देखें                                                                                                                                                                                                                                                                                  ==
== यह भी देखें                                                                                                                                                                                                                                                                                  ==
{{Div col}}
{{Div col}}
Line 104: Line 101:
== संदर्भ ==
== संदर्भ ==
{{Reflist|30em}}
{{Reflist|30em}}


==अग्रिम पठन==
==अग्रिम पठन==
Line 118: Line 114:
* {{cite book | first = J. | last = Lyklema | title = Fundamentals of Interface and Colloid Science | page = 4.43 }}
* {{cite book | first = J. | last = Lyklema | title = Fundamentals of Interface and Colloid Science | page = 4.43 }}
* {{cite book | last = Israelachvili | first = Jacob N. | title = Intermolecular and Surface Forces | publisher = [[Academic Press]] | date = 1992 | isbn = 9780123751812 }}
* {{cite book | last = Israelachvili | first = Jacob N. | title = Intermolecular and Surface Forces | publisher = [[Academic Press]] | date = 1992 | isbn = 9780123751812 }}
==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* {{cite web |url=http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/liquids/faq/h-bonding-vs-london-forces.shtml |title=What are van der Waals forces? |first=Fred |last=Senese |publisher=Frostburg State University |year=1999 |access-date=1 March 2010}} An introductory description of the van der Waals force (as a sum of attractive components only)
* {{cite web |url=http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/liquids/faq/h-bonding-vs-london-forces.shtml |title=What are van der Waals forces? |first=Fred |last=Senese |publisher=Frostburg State University |year=1999 |access-date=1 March 2010}} An introductory description of the van der Waals force (as a sum of attractive components only)
* {{cite web |url=http://www.ted.com/talks/robert_full_learning_from_the_gecko_s_tail?language=en |title=Robert Full: Learning from the gecko's tail |date=1 February 2009 |publisher=[[TED (conference)|TED]] |access-date=5 October 2016}} TED Talk on biomimicry, including applications of van der Waals force.
* {{cite web |url=http://www.ted.com/talks/robert_full_learning_from_the_gecko_s_tail?language=en |title=Robert Full: Learning from the gecko's tail |date=1 February 2009 |publisher=[[TED (conference)|TED]] |access-date=5 October 2016}} TED Talk on biomimicry, including applications of van der Waals force.
* {{cite journal |title=The influence of humidity on the attachment ability of the spider ''Philodromus dispar'' (Araneae, Philodromidae) |journal=Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=279 |issue=1726 |pages=139–143 |date=18 May 2011 |doi=10.1098/rspb.2011.0505 |pmid=21593034 |pmc=3223641 |last1=Wolff |first1=J. O. |last2=Gorb |first2=S. N. }}
* {{cite journal |title=The influence of humidity on the attachment ability of the spider ''Philodromus dispar'' (Araneae, Philodromidae) |journal=Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=279 |issue=1726 |pages=139–143 |date=18 May 2011 |doi=10.1098/rspb.2011.0505 |pmid=21593034 |pmc=3223641 |last1=Wolff |first1=J. O. |last2=Gorb |first2=S. N. }}
{{Chemical bonds}}
{{Authority control}}
[[Category: अंतर आणविक बल]] [[Category: जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स|फोर्स]]  
[[Category: अंतर आणविक बल]] [[Category: जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स|फोर्स]]  


Revision as of 14:04, 27 July 2023

एक छत्र से वर्षा जल का प्रवाह। ड्रॉप निर्माण को नियंत्रित करने वाली बलों में से: वैन डेर वाल्स बल, सतह तनाव, सामंजस्य (रसायन विज्ञान), पठार-रेले अस्थिरता।
माइक्रोफ़ाइबर कपड़ा खरोंच के बिना गंदगी को हटाने के लिए वैन डेर वाल्स बल का उपयोग करता है।[1]

आणविक भौतिकी में, वैन डेर वाल्स बल परमाणुओं या अणुओं के बीच दूरी पर निर्भर अंतःक्रिया है। आयनिक बंधन या सहसंयोजक बंधन के विपरीत, ये आकर्षण रासायनिक बंधन के परिणामस्वरूप नहीं होते हैं;[2] वह तुलनात्मक रूप से अशक्त हैं और इसलिए अस्तव्यस्तता के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं के बीच लंबी दूरी पर वैन डेर वाल्स बल तेजी से विलुप्त हो जाता है।

डच भौतिक विज्ञानी जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स के नाम पर रखा गया था, वान डेर वाल्स बल सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान, संरचनात्मक जीव विज्ञान, बहुलक विज्ञान, नैनो प्रौद्योगिकी, सतह विज्ञान और संघनित पदार्थ भौतिकी जैसे विविध क्षेत्रों में मौलिक भूमिका निभाता है। इस प्रकार यह कार्बनिक रसायन विज्ञान और आणविक ठोस पदार्थों के अनेक गुणों को भी रेखांकित करता है, जिसमें रासायनिक ध्रुवीयता और गैर-ध्रुवीय मीडिया में उनकी घुलनशीलता भी सम्मिलित है।

यदि कोई अन्य बल उपस्थित नहीं है, जिससे परमाणुओं के बीच की दूरी जिस पर परमाणुओं के दूसरे के निकट आने पर बल आकर्षक के अतिरिक्त प्रतिकारक हो जाता है, वैन डेर वाल्स संपर्क दूरी कहलाती है; इस प्रकार यह घटना परमाणुओं के परमाणु कक्षक के बीच पारस्परिक प्रतिकर्षण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।[3]

वैन डेर वाल्स बल [4] इन्हें सामान्यतः अविलम्ब प्रेरित द्विध्रुवों के बीच लंदन प्रसार बल के संयोजन के रूप में वर्णित किया जाता है,[5] स्थायी द्विध्रुव और प्रेरित द्विध्रुव के बीच डेबाई बल, और स्थायी आणविक द्विध्रुव क्षण के बीच कीसोम बल, जिसका घूर्णी अभिविन्यास समय के साथ गतिशील रूप से औसत होता है।

परिभाषा

वैन डेर वाल्स बलों में परमाणुओं, अणुओं के साथ-साथ अन्य अंतर-आणविक बलों के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण सम्मिलित हैं। इस प्रकार वह सहसंयोजक बंधन और आयनिक बंधन से भिन्न होते हैं क्योंकि वह पास के कणों के उतार-चढ़ाव वाले ध्रुवीकरण (क्वांटम गतिशीलता का परिणाम) में सहसंबंध के कारण होते हैं[6]).

बल इलेक्ट्रॉन घनत्व में क्षणिक बदलाव के परिणामस्वरूप होता है। विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन घनत्व अस्थायी रूप से नाभिक के पक्ष अधिक स्थानांतरित हो सकता है। यह बदलाव क्षणिक आवेश उत्पन्न करता है जिससे पास के परमाणु आकर्षित या विकर्षित हो सकते हैं। इस प्रकार बल बहुत कम दूरी पर प्रतिकारक होता है, प्रत्येक परमाणु या अणु की संतुलन दूरी विशेषता पर शून्य तक पहुंच जाता है, और संतुलन दूरी से बड़ी दूरी के लिए आकर्षक हो जाता है। व्यक्तिगत परमाणुओं के लिए, परमाणु-विशिष्ट व्यास के आधार पर, संतुलन दूरी 0.3 एनएम और 0.5 एनएम के बीच है।[7] जब अंतरपरमाणु दूरी 1.0 एनएम से अधिक होती है तो बल इतना सशक्त नहीं होता है कि सरलता से देखा जा सके क्योंकि यह लगभग 7वीं शक्ति (~R−7) के साथ दूरी R के कार्य के रूप में घटता है).[8]

वैन डेर वाल्स बल अधिकांशतः सबसे अशक्त रासायनिक बलों में से होते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न H2 अणुओं में H परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक वैन डेर वाल्स अंतःक्रिया ऊर्जा 0.06 kJ/mol (0.6 meV) के समान होती है और इस प्रकार विभिन्न O2 अणुओं में O परमाणुओं के बीच युग्मित आकर्षक अंतःक्रिया ऊर्जा 0.44 kJ/mol (4.6 meV) के समान होती है।[9] इस प्रकार H2 और O2 आणविक तरल पदार्थों की संगत वाष्पीकरण ऊर्जा, जिसके परिणामस्वरूप आणविक तरल पदार्थों में प्रति अणु सभी वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन का योग क्रमशः 0.90 kJ/mol (9.3 meV) और 6.82 kJ/mol (70.7 meV) होता है और इस प्रकार व्यक्तिगत युग्मित अंतर-परमाणु इंटरैक्शन (सहसंयोजक बंधनों को छोड़कर) के मूल्य का लगभग ~ 15 गुना होता है।

भाग लेने वाले परमाणुओं की उच्च ध्रुवीकरण क्षमता के साथ वैन-डेर-वाल्स बांड की बल बढ़ जाता है।[10] उदाहरण के लिए, H2S और सल्फाइड में S परमाणुओं जैसे अधिक ध्रुवीकरण योग्य परमाणुओं के लिए युग्मित वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन ऊर्जा 1 kJ/mol (10 meV) से अधिक है, और इससे भी बड़े, अधिक ध्रुवीकरण योग्य Xe परमाणुओं के बीच युग्मित इंटरैक्शन ऊर्जा 2.35 kJ/mol है। (24.3 meV) [11] ये वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन H2 की तुलना में 40 गुना अधिक सशक्त हैं, जिसमें केवल एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, और वे अभी भी मानक परिस्थितियों में Xe के लिए गैस के अतिरिक्त अन्य समग्र स्थिति प्राप्त करने के लिए पर्याप्त सशक्त नहीं हैं। धातुओं में परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया को वैन-डेर-वाल्स अंतःक्रिया के रूप में भी प्रभावी विधि से वर्णित किया जा सकता है और यह सहसंयोजक और आयनिक अंतःक्रियाओं की तुलना में बंधन शक्ति के साथ देखे गए ठोस समुच्चय अवस्था के लिए उत्तरदायी है। युग्मित वैन-डेर-वाल्स प्रकार की अंतःक्रियाओं की बल कम पिघलने वाले Pb के लिए 12 kJ/mol (120 meV) के क्रम पर और उच्च पिघलने वाले Pt के लिए 32 kJ/mol (330 meV) के क्रम पर है, जो है अत्यधिक ध्रुवीकरण योग्य मुक्त इलेक्ट्रॉन गैस की उपस्थिति के कारण Xe की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम अधिक सशक्त है।[12] तदनुसार, वैन डेर वाल्स बल अशक्त से लेकर सशक्त अंतःक्रियाओं तक हो सकते हैं, और जब इस तरह की बहुत सी अंतःक्रियाएं उपस्थित होती हैं तो अभिन्न संरचनात्मक भार का समर्थन करती हैं।

अधिक व्यापक रूप से, अंतर-आणविक बलों के अनेक संभावित योगदान हैं:

  1. पाउली अपवर्जन सिद्धांत से उत्पन्न प्रतिकारक घटक जो परमाणुओं के निकट संपर्क, या अणुओं के पतन को रोकता है।
  2. स्थायी आवेशों (आणविक आयनों के स्थिति में), द्विध्रुवों (व्युत्क्रम केंद्र के बिना अणुओं के स्थिति में), चौगुनी (घन से कम समरूपता वाले सभी अणु), और सामान्य रूप से स्थायी बहुध्रुवों के बीच आकर्षक या प्रतिकारक इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन या इन इंटरैक्शन में हाइड्रोजन बंध , Cation-π इंटरैक्शन या cation-pi, और Pi-स्टैकिंग (रसायन विज्ञान) या pi-स्टैकिंग इंटरैक्शन भी सम्मिलित हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन से ओरिएंटेशन-औसत योगदान को कभी-कभी विलेम हेंड्रिक कीसोम के पश्चात् कीसोम बल या कीसोम बल कहा जाता है।
  3. प्रेरण (जिसे ध्रुवीकरण के रूप में भी जाना जाता है), जो अणु पर स्थायी मल्टीपोल के साथ दूसरे अणु पर प्रेरित मल्टीपोल के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है। पीटर जे.डब्ल्यू के नाम पर इस अंतःक्रिया को कभी-कभी डेबी बल भी कहा जाता है।
  4. प्रसार (सामान्यतः फ़्रिट्ज़ लंदन के पश्चात् इसे लंदन प्रसार बल का नाम दिया गया है), जो गैर-ध्रुवीय परमाणुओं सहित अणुओं की किसी भी जोड़ी के बीच आकर्षक इंटरैक्शन है, जो तात्कालिक मल्टीपोल की इंटरैक्शन से उत्पन्न होती है।

इसके द्वारा, विभिन्न पाठ वैन डेर वाल्स बल शब्द का उपयोग करते हुए इंटरैक्शन के अलग स्पेक्ट्रम को संदर्भित कर सकते हैं। सामान्यतः, योगदान (1) और (4) को वैन-डेर-वाल्स बलों के रूप में माना जाता है, (2) में वर्णित स्थायी मल्टीपोल से प्रभाव और (3) में स्थायी ध्रुवीकरण से प्रभाव को कम करता है चूँकि, कुछ ग्रंथों में वैन डेर वाल्स बल को प्रतिकर्षण सहित बलों की समग्रता के रूप में वर्णित किया गया है; इस प्रकार दूसरों का कारण सभी आकर्षक बलों से है (और फिर कभी-कभी वैन डेर वाल्स-कीसोम, वैन डेर वाल्स-डेबी और वैन डेर वाल्स-लंदन में अंतर करते हैं)।

सभी अंतरआण्विक/वैन डेर वाल्स बल एनिस्ट्रोपिक हैं (दो उत्कृष्ट गैस परमाणुओं के बीच के बलों को छोड़कर), जिसका अर्थ है कि वह अणुओं के सापेक्ष अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार अभिविन्यास के अतिरिक्त, प्रेरण और प्रसार की इंटरैक्शन सदैव आकर्षक होती है, किन्तु अणुओं के घूमने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन का संकेत बदल जाता है। अर्थात्, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अणुओं के पारस्परिक अभिविन्यास के आधार पर आकर्षक या प्रतिकारक हो सकता है। जब अणु थर्मल गति में होते हैं, क्योंकि वह गैस और तरल चरण में होते हैं, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक बल अधिक सीमा तक औसत हो जाता है क्योंकि अणु थर्मल रूप से घूमते हैं और इस प्रकार इलेक्ट्रोस्टैटिक बल के प्रतिकारक और आकर्षक दोनों भागों की जांच करते हैं। इस प्रकार यादृच्छिक थर्मल गति वैन डेर वाल्स बल के इलेक्ट्रोस्टैटिक घटक को बाधित या दूर कर सकती है किन्तु आकर्षक प्रेरण और प्रसार बलों के लिए औसत प्रभाव बहुत कम स्पष्ट होता है।

लेनार्ड-जोन्स क्षमता का उपयोग अधिकांशतः दूरी के कार्य के रूप में कुल (प्रतिकर्षण प्लस आकर्षण) वैन डेर वाल्स बल के आइसोट्रोपिक भाग के लिए अनुमानित मॉडल के रूप में किया जाता है।

वैन डेर वाल्स बल वर्णक्रमीय रेखाओं के दबाव विस्तार (वैन डेर वाल्स चौड़ीकरण) और वैन डेर वाल्स अणुओं के निर्माण के कुछ स्थितियों के लिए उत्तरदायी हैं। लंदन-वैन डेर वाल्स सेना ढांकता हुआ मीडिया के लिए कासिमिर प्रभाव से संबंधित हैं, पहला पश्चात् वाले थोक संपत्ति का सूक्ष्म विवरण है। इसकी पहली विस्तृत गणना 1955 में एवगेनी मिखाइलोविच लिफ़शिट्ज़|ई द्वारा की गई थी। एम. लाइफशिट्ज़ [13] वैन डेर वाल्स बलों का अधिक सामान्य सिद्धांत भी विकसित किया गया है।[14][15]

वैन डेर वाल्स बलों की मुख्य विशेषताएं हैं:[16]

  • वे सामान्य सहसंयोजक और आयनिक बंधों से अशक्त होते हैं।
  • वैन डेर वाल्स बल योगात्मक होते हैं और इन्हें संतृप्त नहीं किया जा सकता है।
  • इनकी कोई दिशात्मक विशेषता नहीं होती है.
  • वे सभी कम दूरी की बलें हैं और इसलिए केवल निकटतम कणों के बीच की इंटरैक्शन पर विचार करने की आवश्यकता है (सभी कणों के अतिरिक्त)। यदि अणु निकट हों तो वैन डेर वाल्स का आकर्षण अधिक होता है।
  • वान डेर वाल्स बल द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया को छोड़कर तापमान से स्वतंत्र होते हैं।

कम आणविक भार अल्कोहल में, उनके ध्रुवीय हाइड्रॉक्सिल समूह के हाइड्रोजन-बंधन गुण अन्य अशक्त वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन पर हावी होते हैं। उच्च आणविक भार अल्कोहल में, गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन श्रृंखला के गुण हावी होते हैं और उनकी घुलनशीलता निर्धारित करते हैं।

लंदन प्रसार बल

Main article: लंदन प्रसार बल

लंदन प्रसार बल, जिसका नाम जर्मन-अमेरिकी भौतिक विज्ञानी फ्रिट्ज़ लंदन के नाम पर रखा गया है, अशक्त अंतर-आण्विक बल हैं जो स्थायी मल्टीपोल विस्तार के बिना अणुओं में तात्कालिक मल्टीपोल के बीच इंटरैक्टिव बलों से उत्पन्न होते हैं। कार्बनिक अणुओं में और उनके बीच संपर्कों की विस्तार फैलाने वाले आकर्षण के बड़े योगदान को जन्म दे सकती है, अधिकांशतः हेटरोएटम की उपस्थिति में लंदन प्रसार बलों को 'लंदन प्रसार बल ', 'लंदन बल', या 'तात्कालिक द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बल' के रूप में भी जाना जाता है। लंदन प्रसार बलों की बल अणु की ध्रुवीकरण क्षमता के समानुपाती होती है, जो बदले में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या और उस क्षेत्र पर निर्भर करती है जिस पर वह फैले हुए हैं। हाइड्रोकार्बन छोटे प्रसार वाले योगदान प्रदर्शित करते हैं, हेटरोएटम की उपस्थिति उनके ध्रुवीकरण के कार्य के रूप में एलडी बलों को बढ़ाती है, उदाहरण के लिए क्रम में RI>RBR>RCL>RF है।[17] सॉल्वैंट्स की अनुपस्थिति में अशक्त ध्रुवीकरण योग्य हाइड्रोकार्बन फैलाने वाली बलों के कारण क्रिस्टल बनाते हैं; उनका ऊर्ध्वपातन (रसायन विज्ञान) प्रसारदार अंतःक्रिया का माप है।

वैन डेर वाल्स मैक्रोस्कोपिक वस्तुओं के बीच बल

इस प्रकार ज्ञात आयतन और प्रति इकाई आयतन में परमाणुओं या अणुओं की संख्या वाले मैक्रोस्कोपिक निकायों के लिए, कुल वैन डेर वाल्स बल की गणना अधिकांशतः सूक्ष्म सिद्धांत के आधार पर सभी परस्पर क्रिया करने वाले जोड़ों के योग के रूप में की जाती है। वस्तु के कुल आयतन को एकीकृत करना आवश्यक है, जिससे गणना वस्तुओं के आकार पर निर्भर हो जाती है। उदाहरण के लिए, वैन डेर वाल्स रेडी R1 और R2 के वृत्ताकार निकायों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान करता है और स्मूथ सतहों के साथ 1937 में एच. सी. हैमेकर द्वारा अनुमानित किया गया था [18] (परमाणुओं/अणुओं के बीच प्रसार अंतःक्रिया ऊर्जा के लिए लंदन के प्रसिद्ध 1937 समीकरण का उपयोग करना [19] प्रारंभिक बिंदु के रूप में) द्वारा:

 

 

 

 

(1)

जहां A हैमेकर स्थिरांक है, जो स्थिरांक (~10) है−19 −10−20 J) जो भौतिक गुणों पर निर्भर करता है (यह हस्तक्षेप करने वाले माध्यम के आधार पर संकेत में धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है), और z केंद्र से केंद्र की दूरी है; अर्थात, R1, R2, का योग r (सतहों के बीच की दूरी): . है

स्थिर त्रिज्या (R1 और R2) के दो क्षेत्रों के बीच वैन डेर वाल्स बल मापदंड के रूप में माना जाता है) तब पृथक्करण का कार्य है क्योंकि किसी वस्तु पर बल संभावित ऊर्जा कार्य के व्युत्पन्न का ऋणात्मक है,. यह प्रदान करता है:

 

 

 

 

(2)

निकट-पहुँच की सीमा में, गोले उनके बीच की दूरी की तुलना में पर्याप्त रूप से बड़े होते हैं; अर्थात।, या , जिससे स्थितिज ऊर्जा फलन के लिए समीकरण (1) सरल हो जाए:

 

 

 

 

(3)

बल के साथ:

 

 

 

 

(4)

हैमेकर मॉडल का उपयोग करके अन्य ज्यामिति वाली वस्तुओं के बीच वैन डेर वाल्स बलों को साहित्य में प्रकाशित किया गया है।[20][21][22] उपरोक्त अभिव्यक्ति से, यह देखा गया है कि वैन डेर वाल्स बल निकायों (R) के घटते आकार के साथ घटता है। फिर भी, गुरुत्वाकर्षण और ड्रैग/लिफ्ट जैसी जड़त्वीय शक्तियों की बल अधिक सीमा तक कम हो जाती है। परिणाम स्वरुप, वैन डेर वाल्स बल बहुत छोटे कणों जैसे कि बहुत महीन दाने वाले सूखे पाउडर (जहां कोई केशिका बल उपस्थित नहीं हैं) के संग्रह के लिए प्रभावी हो जाते हैं, तथापि आकर्षण बल बड़े कणों की तुलना में परिमाण में छोटा होता है। वही पदार्थ. इस तरह के पाउडर को एकजुट कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि वह अपने अधिक मोटे अनाज वाले समकक्षों की तरह सरलता से तरलीकृत या वायवीय रूप से संप्रेषित नहीं होते हैं। सामान्यतः, मुक्त-प्रवाह लगभग 250 माइक्रोन से बड़े कणों के साथ होता है।

वैन डेर वाल्स आसंजन बल भी सतह स्थलाकृति पर निर्भर है। यदि सतह में असमानताएं या उभार हैं, जिसके परिणामस्वरूप दो कणों के बीच या कण और दीवार के बीच संपर्क का कुल क्षेत्र बड़ा हो जाता है, तो इससे वैन डेर वाल्स आकर्षण बल के साथ-साथ यांत्रिक इंटरलॉकिंग की प्रवृत्ति भी बढ़ जाती है।

सूक्ष्मदर्शी सिद्धांत युग्मित संयोजकता मानता है। यह अनेक-शरीर अंतःक्रियाओं और मंद क्षमता की उपेक्षा करता है। इन प्रभावों को ध्यान में रखते हुए अधिक कठोर दृष्टिकोण, जिसे वैन डेर वाल्स फोर्स का लाइफशिट्ज़ सिद्धांत कहा जाता है, 1956 में एवगेनी लाइफशिट्ज़ द्वारा विकसित किया गया था।[23] डी. लैंगबीन ने 1970 में लाइफशिट्ज़ सिद्धांत के प्रारूप के अन्दर वृत्ताकार निकायों के लिए बहुत अधिक स्पष्ट अभिव्यक्ति प्राप्त की थी [24] जबकि सरल मैक्रोस्कोपिक मॉडल सन्निकटन 1934 में ही बोरिस डेरजागिन द्वारा बनाया गया था।[25] लाइफशिट्ज़ सिद्धांत का उपयोग करते हुए अनेक अलग-अलग ज्यामिति के लिए वैन डेर वाल्स बलों की अभिव्यक्तियां भी इसी तरह प्रकाशित की गई हैं।

जेकॉस और आर्थ्रोपोड्स द्वारा उपयोग

छिपकली कांच की सतह पर चढ़ रही है
Further information: आर्थ्रोपॉड आसंजन

जेकॉस की क्षमता जो केवल पैर की अंगुली का उपयोग करके कांच की सतह पर लटक सकती है इस प्रकार सरासर सतहों पर चढ़ने के लिए अनेक वर्षों से मुख्य रूप से इन सतहों और स्पैटुला (जीव विज्ञान), या सूक्ष्म प्रक्षेपण के बीच वैन डेर वाल्स बलों को उत्तरदायी ठहराया गया है, जो उनके पैरों के पैड पर पाए जाने वाले बालों जैसे सेटे को आवरण करते है।[26][27] 2008 में शुष्क गोंद बनाने का प्रयास किया गया जो प्रभाव का लाभ उठाता है,[28] और 2011 में इसी आधार पर चिपकने वाला टेप बनाने में सफलता प्राप्त हुई थी [29] (अर्थात वैन डेर वाल्स बलों पर आधारित)। 2011 में, वेल्क्रो जैसे बालों के प्रभाव और गेको पैरों के निशान में लिपिड की उपस्थिति से संबंधित पेपर प्रकाशित किया गया था।[30] इसके पश्चात् अध्ययन ने सुझाव दिया कि केशिका आसंजन भूमिका निभा सकता है,[31] किन्तु उस परिकल्पना को वर्तमान अध्ययनों द्वारा निरस्कतर दिया गया है।[32][33][34]

2014 के अध्ययन से पता चला है कि स्मूथ टेफ्लॉन और पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन सतहों पर गेको आसंजन मुख्य रूप से इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन (संपर्क विद्युतीकरण के कारण) द्वारा निर्धारित होता है, इस प्रकार न कि वैन डेर वाल्स या केशिका बलों द्वारा [35] स्कोपुला के बीच, कुछ मकड़ियों के चट्टानों या स्कोपुला पैड पर समान सेट होते हैं, जो उन्हें कांच या चीनी मिट्टी के पात्र जैसी बेसीमा स्मूथ सतहों पर चढ़ने या उल्टा लटकने में सक्षम बनाते हैं।[36][37]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Woodford, Chris (2008-07-02). "How do microfiber cloths work? | The science of cleaning". Explain that Stuff. Retrieved 2022-02-11.
  2. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "van der Waals forces". doi:10.1351/goldbook.V06597
  3. ↑ Garrett, Reginald H.; Grisham, Charles M. (2016). जीव रसायन (6th ed.). University of Virginia. pp. 12–13.
  4. ↑ Tschumper, Gregory S. (October 20, 2008). "Reliable Electronic Structure Computations for Weak Noncovalent Interactions in Clusters". In Lipkowitz, Kenny B.; Cundari, Thomas R. (eds.). कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान में समीक्षाएँ. Vol. 26. John Wiley & Sons. pp. 39–90. doi:10.1002/9780470399545.ch2. ISBN 9780470399545.
  5. ↑ Mahan, Gerald D. (2009). संक्षेप में क्वांटम यांत्रिकी. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13713-1. OCLC 226037727.
  6. ↑ A.A. Abrikosov; L.P. Gorkov; I.E. Dzyaloshinsky (1963–1975). Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics. Dover Publications. ISBN 978-0-486-63228-5. Chapter 6 Electromagnetic Radiation in an Absorbing Medium
  7. ↑ Batsanov, S. S. (2001). "तत्वों की वैन डेर वाल्स त्रिज्या". Inorganic Materials. 37 (9): 871–885. doi:10.1023/A:1011625728803. S2CID 52088903.
  8. ↑ Hirschfelder, Joseph O. (1954). गैसों और तरल पदार्थों का आणविक सिद्धांत. Charles F. Curtiss, R. Byron Bird, University of Wisconsin. Naval Research Laboratory. New York: Wiley. ISBN 0-471-40065-3. OCLC 534717.
  9. ↑ Wang, Shiyi; Hou, Kaiyi; Heinz, Hendrik (2021-08-10). "गैसों, इलेक्ट्रोलाइट्स और विषम इंटरफेस का अनुकरण करने के लिए आणविक ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के लिए सटीक और संगत बल क्षेत्र". Journal of Chemical Theory and Computation (in English). 17 (8): 5198–5213. doi:10.1021/acs.jctc.0c01132. ISSN 1549-9618. PMID 34255965. S2CID 235823673.
  10. ↑ Heinz, Hendrik; Lin, Tzu-Jen; Kishore Mishra, Ratan; Emami, Fateme S. (2013-02-12). "Thermodynamically Consistent Force Fields for the Assembly of Inorganic, Organic, and Biological Nanostructures: The INTERFACE Force Field". Langmuir (in English). 29 (6): 1754–1765. doi:10.1021/la3038846. ISSN 0743-7463. PMID 23276161.
  11. ↑ Halgren, Thomas A. (September 1992). "The representation of van der Waals (vdW) interactions in molecular mechanics force fields: potential form, combination rules, and vdW parameters". Journal of the American Chemical Society (in English). 114 (20): 7827–7843. doi:10.1021/ja00046a032. ISSN 0002-7863.
  12. ↑ Heinz, Hendrik; Vaia, R. A.; Farmer, B. L.; Naik, R. R. (2008-11-06). "Accurate Simulation of Surfaces and Interfaces of Face-Centered Cubic Metals Using 12−6 and 9−6 Lennard-Jones Potentials". The Journal of Physical Chemistry C (in English). 112 (44): 17281–17290. doi:10.1021/jp801931d. ISSN 1932-7447.
  13. ↑ For further investigation, one may consult the University of St. Andrews' levitation work in a popular article: Science Journal: New way to levitate objects discovered, and in a more scholarly version: Leonhardt, Ulf; Philbin, Thomas G. (2007). "Quantum levitation by left-handed metamaterials". New Journal of Physics. 9 (8): 254. arXiv:quant-ph/0608115. Bibcode:2007NJPh....9..254L. doi:10.1088/1367-2630/9/8/254. S2CID 463815., which relate the Casimir effect to the gecko and how the reversal of the Casimir effect can result in physical levitation of tiny objects.
  14. ↑ Dzyaloshinskii, I E; Lifshitz, E M; Pitaevskii, Lev P (1961). "वैन डेर वाल्स की सेनाओं का सामान्य सिद्धांत". Soviet Physics Uspekhi. 4 (2): 153. Bibcode:1961SvPhU...4..153D. doi:10.1070/PU1961v004n02ABEH003330.
  15. ↑ Zheng, Y.; Narayanaswamy, A. (2011). "डिसिपेटिव मीडिया में वैन डेर वाल्स दबाव का लाइफशिट्ज़ सिद्धांत". Phys. Rev. A. 83 (4): 042504. arXiv:1011.5433. Bibcode:2011PhRvA..83d2504Z. doi:10.1103/PhysRevA.83.042504. S2CID 64619547.
  16. ↑ Sethi, M. S.; Satake, M. (1992). रासायनिक संबंध. New Delhi: Discovery Publishing House. ISBN 978-81-7141-163-4. OCLC 912437861.
  17. ↑ Schneider, Hans-Jörg (2015). "समाधान परिसरों में फैलाने वाली अंतःक्रियाएँ". Accounts of Chemical Research. 48 (7): 1815–1822. doi:10.1021/acs.accounts.5b00111. PMID 26083908.
  18. ↑ H. C. Hamaker, Physica, 4(10), 1058–1072 (1937)
  19. ↑ F. London, Transactions of the Faraday Society, 33, 8–26 (1937)
  20. ↑ R. Tadmor (March 2001). "The London–Van der Waals interaction energy between objects of various geometries". Journal of Physics: Condensed Matter. 13 (9): L195–L202. Bibcode:2001JPCM...13L.195T. doi:10.1088/0953-8984/13/9/101. S2CID 250790137.
  21. ↑ Israelachvili J. (1985–2004). अंतरआण्विक और सतही बल. Academic Press. ISBN 978-0-12-375181-2.
  22. ↑ V. A. Parsegian (2006). Van der Waals Forces: A Handbook for Biologists, Chemists, Engineers, and Physicists. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83906-8.
  23. ↑ E. M. Lifshitz, Soviet Phys. JETP, 2, 73 (1956)
  24. ↑ D. Langbein, Phys. Rev. B, 2, 3371 (1970)
  25. ↑ B. V. Derjaguin, Kolloid-Z., 69, 155–64 (1934)
  26. ↑ Russell, Anthony P.; Higham, Timothy. E. (2009). "A new angle on clinging in geckos: incline, not substrate, triggers the deployment of the adhesive system". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 276 (1673): 3705–3709. doi:10.1098/rspb.2009.0946. ISSN 0962-8452. PMC 2817305. PMID 19656797.
  27. ↑ Autumn, Kellar; Sitti, Metin; Liang, Yiching A.; Peattie, Anne M.; Hansen, Wendy R.; Sponberg, Simon; Kenny, Thomas W.; Fearing, Ronald; Israelachvili, Jacob N.; Full, Robert J. (2002). "गेको सेटे में वैन डेर वाल्स आसंजन के लिए साक्ष्य". Proceedings of the National Academy of Sciences. 99 (19): 12252–6. Bibcode:2002PNAS...9912252A. doi:10.1073/pnas.192252799. PMC 129431. PMID 12198184.
  28. ↑ Steenhuysen, Julie (8 October 2008). "ऐसा कहा जाता है कि गेको जैसा गोंद अब तक का सबसे चिपचिपा है". Reuters. Retrieved 5 October 2016.
  29. ↑ Quick, Darren (6 November 2011). "जैविक रूप से प्रेरित चिपकने वाला टेप हजारों बार पुन: उपयोग किया जा सकता है". New Atlas. Retrieved 5 October 2016.
  30. ↑ Hsu, Ping Yuan; Ge, Liehui; Li, Xiaopeng; Stark, Alyssa Y.; Wesdemiotis, Chrys; Niewiarowski, Peter H.; Dhinojwala, Ali (24 August 2011). "सतह-संवेदनशील स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके गेको पैरों के निशान और स्पैटुला-सब्सट्रेट संपर्क इंटरफ़ेस में फॉस्फोलिपिड्स का प्रत्यक्ष प्रमाण पाया गया". Journal of the Royal Society Interface. 9 (69): 657–664. doi:10.1098/rsif.2011.0370. ISSN 1742-5689. PMC 3284128. PMID 21865250.
  31. ↑ Huber, Gerrit; Mantz, Hubert; Spolenak, Ralph; Mecke, Klaus; Jacobs, Karin; Gorb, Stanislav N.; Arzt, Eduard (2005). "एकल स्पैटुला नैनोमैकेनिकल माप से गेको आसंजन में केशिका योगदान के लिए साक्ष्य". Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (45): 16293–6. Bibcode:2005PNAS..10216293H. doi:10.1073/pnas.0506328102. PMC 1283435. PMID 16260737.
  32. ↑ Chen, Bin; Gao, Huajian (2010). "An alternative explanation of the effect of humidity in gecko adhesion: stiffness reduction enhances adhesion on a rough surface". Int J Appl Mech. 2: 1–9. Bibcode:2010IJAM...02....1C. doi:10.1142/s1758825110000433.
  33. ↑ Puthoff, Jonathan B.; Prowse, Michael S.; Wilkinson, Matt; Autumn, Kellar (2010). "सामग्री के गुणों में परिवर्तन गेको आसंजन पर नमी के प्रभाव की व्याख्या करता है". J Exp Biol. 213 (21): 3699–3704. doi:10.1242/jeb.047654. PMID 20952618.
  34. ↑ Prowse, Michael S.; Wilkinson, Matt; Puthoff, Michael; Mayer, George; Autumn, Kellar (February 2011). "गेको सेटे के यांत्रिक गुणों पर आर्द्रता का प्रभाव". Acta Biomaterialia. 7 (2): 733–738. doi:10.1016/j.actbio.2010.09.036. PMID 20920615.
  35. ↑ Izadi, H.; Stewart, K. M. E.; Penlidis, A. (9 July 2014). "गेको आसंजन में संपर्क विद्युतीकरण और इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन की भूमिका". Journal of the Royal Society Interface. 11 (98): 20140371. doi:10.1098/rsif.2014.0371. PMC 4233685. PMID 25008078. We have demonstrated that it is the CE-driven electrostatic interactions which dictate the strength of gecko adhesion, and not the van der Waals or capillary forces which are conventionally considered as the main source of gecko adhesion.
  36. ↑ Kesel, Antonia B.; Martin, Andrew; Seidl, Tobias (19 April 2004). "Getting a grip on spider attachment: an AFM approach to microstructure adhesion in arthropods". Smart Materials and Structures. 13 (3): 512–518. Bibcode:2004SMaS...13..512K. doi:10.1088/0964-1726/13/3/009. ISSN 0964-1726. S2CID 250841250.
  37. ↑ Wolff, Jonas O.; Gorb, Stanislav N. (7 January 2012). "मकड़ी फिलोड्रोमस डिस्पर (अरानेई, फिलोड्रोमिडे) की लगाव क्षमता पर आर्द्रता का प्रभाव". Proceedings of the Royal Society B. 279 (1726): 139–143. doi:10.1098/rspb.2011.0505. PMC 3223641. PMID 21593034.

अग्रिम पठन

बाहरी संबंध

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=वैन_डेर_वाल्स_बल&oldid=234907’