Vorlesungsskript Physik IV - Walther Meißner Institut - Bayerische ...

342 R. GROSS Kapitel 9: MoleküleHierbei ist D ion die Dissoziationsenergie, die man aufbringen muss, um das KCl-Molekül wieder in diebeiden Ionen zu trennen. Will man das Molekül nicht in K + und Cl − dissoziieren, sondern in die beidenAtome K und CL, so muss man die DissoziationsenergieD Atom = F − E ion + D ionaufbringen.Die Van der Waals BindungDie van der Waals Bindung tritt zwischen zwei neutralen, polarisierbaren Atomen auf. Sie beruht auf deranziehenden Wechselwirkung elektrischer Dipole. Sie tritt nur dann zu Tage, wenn die kovalente oderionische Bindung nicht vorhanden oder sehr schwach sind. Dies ist z.B. bei den Edelgasen der Fall. Dieionische Bindung tritt hier nicht auf, da beide Atome bereits in der stabilen Edelgaskonfiguration sind.Ebenso kann die kovalente Bindung nicht wirksam werden. Die beiden Edelgasatome können kein Elektronteilen, da keine gemeinsamen Elektronenorbitale existieren können. Die van der Waals Bindung istdemnach bei Edelgasatomen vorherrschend. Allerdings besitzen die Edelgasatome nicht von vornehereinein Dipolmoment. Ein solches kann aber durch die Nachbarschaft eines anderen Atoms induziertwerden. Also ist auch bei der van der Waals Bindung die Ladungsverschiebung der eigentliche Grundfür die Bindung.Wird ein neutrales Atom A in ein elektrisches Feld E gebracht, so entsteht durch die entgegengesetzteKraft auf negative und positive Ladungen ein induziertes Dipolmomentp indA = α A · E , (9.4.1)das von der Polarisierbarkeit α A des Atoms A und der Feldstärke E abhängt. Wird das elektrische Feldz.B. durch die Ladung q B eines Ions B im Abstand R erzeugt (siehe Abb. 9.15b), so giltp indA = α A · q B4πε 0 R 2 ̂R . (9.4.2)Hierbei ist ̂R der Einheitsvektor entlang der Verbindungsachse von A und B. Die potentielle Energie desAtoms A ist gegeben durchE pot = −p indA · E = −(α A E) · E . (9.4.3)Wird das elektrische Feld nicht durch ein Ion sondern durch ein neutrales Atom mit permanentem Dipolmomentp B erzeugt, so erhalten wir 1111 Das von einem Dipol p B erzeugte elektrische Feld ist gegeben durch1()E(p B ) =4πε 0 R 3 3p B · ̂R · cosϑ B − p B ,wobei ϑ B der Winkel zwischen p B und der Verbindungsachse der Atome A und B ist.c○Walther-Meißner-Institut