ファンデルワールス相互作用と疎水性相互作用の大きな違いは、ファンデルワールス相互作用が非極性分子間の引力であるのに対し、疎水性相互作用は水分子と他の分子との反発力であることである。

化学結合には大きく分けて、共有結合、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス相互作用の4種類がある。このほか、水分子と他の分子との力、すなわち親水性相互作用や疎水性相互作用も観察することができる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ファンデルワールス相互作用とは 3. 疎水性相互作用とは 4. 並置比較 - ファンデルワールス相互作用と疎水性相互作用の表形式 5. まとめ

ファンデルワールスインタラクションは何ですか？

ファンデルワールス相互作用は、無極性分子間の化学結合である。これらの相互作用は非共有結合である。無極性分子の2つの原子の間に働く弱い重力である。ファンデルワールス相互作用は、近接する粒子の揺らぎのある分極の結合によって引き起こされる誘導引力または斥力の一形態である。

図01：ファンデルワールス相互作用

ファンデルワールス力は、主に水素分子と二酸化炭素分子のような対称的な分子間で発生する。プラスとマイナスという相反する2つの電荷の間に相互作用が生じます。無極性分子では電荷の分離がないため、誘導電荷を持ちやすく、誘導双極子となる。2つの分子を近づけると、一方の分子の電子雲が他方の分子の電子雲に反発し、その分子にわずかな正の電荷が作用する。この正の電荷が、近くの分子の負の電荷を持つ電子雲を引き寄せるのである。これは弱い相互作用の力です。

疎水性相互作用は何ですか？

疎水性相互作用とは、水分子と他の物質との間に働く反発力のことである。親水性相互作用（水分子と他の物質が引き合うこと）とは逆のタイプである。この用語で、ハイドロとは「水」、ホラーとは「恐怖」を意味します。そのため、水を嫌う物質を疎水性物質と名付けることができる。これらの物質は、水の分子をはじく。水分子は極性を持つため、一般に無極性分子はこのような相互作用を示す。つまり、疎水性の物質は、オイルやヘキサンのような非極性物質と引き合ったり、相互作用したり、溶解したりする傾向があるのだ。

図01：葉は疎水性なので、水滴は球体を形成して表面との接触を少なくしている。

疎水性物質が脂質や脂肪成分を引き寄せるため、親油性物質と呼ばれることもある。水に疎水性の物質を加えると、その物質の分子同士が結合して凝集体を形成しやすくなる。このため、疎水性溶媒は、水や極性溶液から非極性化合物を分離する際に非常に重要である。

ファンデルワールスと疎水性相互作用の違い

ファンデルワールス力と疎水性相互作用は、異なる種類の化学結合である。ファンデルワールス相互作用と疎水性相互作用の大きな違いは、ファンデルワールス相互作用が無極性分子間の引力であるのに対し、疎水性相互作用は水分子と他の分子との反発力であることである。ファンデルワールス相互作用では、一方の分子が正の電荷を、他方の分子が負の電荷を誘導されるが、疎水性相互作用では電荷の分離はない。

以下に、ファンデルワールス相互作用と疎水性相互作用の違いを表形式でまとめてみた。

概要 - ファンデルワールス vs. 疎水性相互作用

ファンデルワールス力と疎水性相互作用は、異なる種類の化学結合である。ファンデルワールス相互作用と疎水性相互作用の大きな違いは、ファンデルワールス相互作用が無極性分子間の引力であるのに対し、疎水性相互作用は水分子と他の分子との反発力であることである。

引用

1 「ファンデルワールス力」、化学の台本、歌詞、2020年8月15日、こちらでご覧いただけます。

2 "Water drops on a leaf" by Flickr user tanakawo via Comm*** Wikimedia