Определение на междумолекулните сили (дипол-дипол, йон-дипол, Лондон и P. водород)

Кандела Росио Барбисан | ноем. 2021
Инженер-химик

По принцип има три междумолекулни сили, които са най-типичните и тези, които ще разгледаме в този раздел. Сега, защо е интересно изследването на тези видове сили? Е, защото позволява да се предскажат някои химични свойства като точки на кипене и точки на топене.

Да предположим, че имаме следните съединения MgO, NO₂, HF и F₂ и трябва да ги сортираме чрез увеличаване на точката на кипене. Ние знаем това като сила от атракция между тях трябва да доставим повече Енергия за да разбиете връзките. Затова трябва да разберем кои са силите, които си взаимодействат.

В случая на MgO той е йонно съединение, така че силите, които го държат заедно, са електростатични, най-интензивните от всички, следователно ще има най-високата точка на кипене. След това, ако анализираме NO спрямо HF и F

Въз основа на този анализ е известно, че най-високата точка на кипене ще бъде MgO, следвана от HF, след това NO ₂ и накрая Ф₂.

лондонските сили

Известни също като дисперсионни сили, те съществуват във всички молекулни съединения. Въпреки това, в полярните молекули те губят значение поради съществуването на диполи, които ще причинят съществуването на други по-подходящи сили. Следователно, в аполярните молекули те са единствените налични сили.

Колкото по-голяма е моларната маса, толкова по-големи са лондонските сили. От своя страна неполярните молекули образуват преходни или временни диполи, тоест електронният облак се деформира от континуума движение на нейните електрони. Колкото по-голям е този електронен облак и по-поляризируем е, толкова по-големи са взаимодействащите лондонските сили.

Типичен пример са двуатомни съединения като Cl₂ където има симетрия в структурата, добавена към факта, че двата атома, които я образуват, имат една и съща електроотрицателност, следователно връзката е неполярна и молекулата също е неполярна. В случая на СО₂, преобладаващите сили са и Силите на разсейване; обаче наблюдаваме полярни връзки, които, като се има предвид симетричната структура на молекулата, отменят своите диполи, образувайки аполярна молекула.

Дипол-диполни сили

Когато молекулите не показват симетрия и се генерират постоянни диполи, се казва, че молекулата е полярна или че нейният диполен момент не е нула. Това предполага наличието на дипол-диполни сили, които генерират привличане между заредените краища на молекулите, краят с положителна електронна плътност на една молекула и края с отрицателна електронна плътност на друга молекула. Разбира се, когато се работи с електронни плътности, тези сили са по-интензивни от силите на Лондон, които, както казахме, присъстват във всички молекули.

Типични примери са H молекули₂S и HBr, където поради своята геометрия области с отрицателна плътност на заряда силно взаимодействат с положително заредени плътности на друга молекула.

Водородни мостови сили

Този тип сила се отнася до конкретен случай на дипол-диполни сили, които са връзките между водород с флуор, азот или кислород. Те са произведение на сили от диполи между споменатите атоми, които се свързват силно и следователно са обозначава с конкретно име, тъй като те са с по-голяма интензивност от всяка друга сила дипол-дипол. Такъв е случаят с водните молекули (H₂О) или амоняк (NH₃).

Йонно-диполни сили

Това е последният вид междумолекулна сила, която ще видим и се появява в случаите, когато йон участва в съединение. Това взаимодействие тогава ще се появи между йона и диполите на полярна молекула, например в разтваряне от излизаш във вода, като MgCl₂ във вода. Постоянните диполи на полярните молекули на взаимодействието на водата с йонните видове разтвори Mg⁺² и Cl^-.

Трябва да се отбележи, че тези видове сили са по-слаби от ковалентните връзки и йонните връзки, присъстващи съответно в ковалентните твърди вещества и йонните съединения.