2.9. Дисперсионное взаимодействие.
Дисперсионное или поляризационное взаимодействие наблюдается между молекулами, которые не обладают постоянным дипольным моментом. Они обусловлены внешними слабосвязанными электронами. Природа дисперсионных взаимодействий носит квантомеханический характер и является результатом появления линейных диполей, возникающих в результате движения электронов в молекулах, но обладающих постоянным дипольным моментом.
Энергия притяжения, обусловленная дисперсионными силами:
,
где 
-
частота колебаний (вращения) электрона;
f - частотный фактор {сравним с моментом
инерции}.
ТАБЛИЦА. Относительная роль разных видов сил ВВ для отдельных молекул.
Вещество |
*1024 см3 |
Р [D] |
Uор |
Uинд*105 Дж |
Uдисп |
H |
0.67 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
6.10 |
O2 |
1.51 |
0.00 |
0.00 |
0 |
39.80 |
H2O |
1.48 |
1.84 |
190.00 |
10.00 |
47.00 |
NH3 |
2.24 |
1.50 |
84.00 |
10.00 |
70.00 |
HCl |
2.63 |
2.63 |
19.00 |
5.40 |
111.00 |
Суммарное ВВ взаимодействие есть Uориент+Uинд+Uдисперс, и для полимеров составляет от 4 до 100 кДж/моль. Силы ВВ лежат в основе некоторых биоструктур и, в частности, биспиральных полинуклеотидов. Упаковка плоских молекул азотистых оснований в вертикальной пачке обеспечивается вертикальными взаимодействиями (стекинг), в которых сила ВВ вносит основной вклад.
2.10. Водородная связь и электростатические взаимодействия.
Наряду с силами Ван-дер-Ваальса, водородная связь и электростатические взаимодействия играют важнейшую роль в стабилизации макромолекулярных структур. В частности, водородная связь стабилизирует внутреннюю структуру полинуклеотидных цепей. Водородная связь осуществляется между атомом водорода одной молекулы и электроотрицательным атомом кислорода (О), азота (N), фтора (F), или хлора (Cl), принадлежащего другой молекуле (известны случаи образования и внутримолекулярных водородных связей). Природа водородной связи сложна и не сводится только к электростатическому притяжению, хотя оно и дает основной вклад в энергию водородной связи. Наряду с взаимодействиями Ван-дер-Ваальса и электростатическими силами, в энергию водородной связи (UH) вносит вклад энергия делокализации (Uделок.) 2-х электронов связи (А-Н) и неподеленной пары электронов другого атома. (А - какой-либо из 4-хэлектроотрицательных элементов). Энергия делокализации приводит к тому, что длина связи уменьшается. Например, для димера муравьиной кислоты:
Для
большинства полимеров энергия водородной
связи 
оценивается:
Uн=Uэл/стат+Uдисп+Uделок+Uотталк, =>
U=-25.2-12.6-33.6+35.3=-36.1 кДж/моль.
Как правило, для большинства биополимеров Uн связи лежит в пределах 1235 кДж/моль.