Az intermolekuláris erők meghatározása (dipólus-dipólus, ion-dipólus, London és P. Hidrogén)

Candela Rocío Barbisan | november 2021
Vegyészmérnök

Alapvetően három intermolekuláris erő van a legjellemzőbb, és amelyekkel ebben a részben foglalkozunk. Nos, miért érdekes az ilyen típusú erők tanulmányozása? Nos, mert lehetővé teszi bizonyos kémiai tulajdonságok, például a forráspontok és az olvadáspontok előrejelzését.

Tegyük fel, hogy a következő vegyületeink vannak: MgO, NO₂, HF és F₂ és azokat a forráspont növelésével kell rendeznünk. Tudjuk, hogy a erő tól től vonzerő közöttük többet kell szállítanunk Energia hogy megszakítsa a linkeket. Ezért meg kell értenünk, melyek azok az erők, amelyek kölcsönhatásba lépnek.

A MgO esetében ez egy ionos vegyület, ezért az azt összetartó erők elektrosztatikusak, a legintenzívebbek, ezért ennek lesz a legmagasabb forráspontja. Ezután, ha a NO-t elemezzük a HF-vel és az F-vel

Ezen elemzés alapján ismert, hogy a legmagasabb forráspont MgO lesz, ezt követi a HF, majd a NO. ₂ és végül F₂.

londoni erők

Más néven diszperziós erők minden molekuláris vegyületben megtalálhatók. A poláris molekulákban azonban elveszítik fontosságukat a dipólusok létezése miatt, amelyek más, relevánsabb erőket okoznak. Ezért az apoláris molekulákban csak ezek az erők jelen vannak.

Minél nagyobb a moláris tömeg, annál nagyobb a londoni haderő. A nempoláris molekulák viszont tranziens vagy ideiglenes dipólusokat képeznek, vagyis az elektronikus felhőt a kontinuum deformálja mozgalom elektronjairól. Minél nagyobb ez az elektronikus felhő, és minél jobban polarizálható, annál nagyobb a kölcsönhatásban lévő londoni haderő.

Tipikus példák a kétatomos vegyületek, mint például a Cl₂ ahol szimmetria van a szerkezetben, amihez hozzáadódik, hogy az azt alkotó két atom azonos elektronegativitású, ezért a kötés apoláris és a molekula is apoláris. CO esetén₂, az uralkodó erők is Szóró erők; azonban poláris kötéseket figyelünk meg, amelyek a molekula szimmetrikus szerkezete miatt kivonják a dipólusokat, és apoláris molekulát képeznek.

Dipól-dipól erők

Ha a molekulák nem mutatnak szimmetriát, és állandó dipólusok keletkeznek, akkor azt mondják, hogy a molekula poláris, vagy a dipólusmomentuma nem nulla. Ez magában foglalja a dipól-dipól erők jelenlétét, amelyek vonzerőt generálnak a molekulák töltött végei között, az egyik molekulának a vége pozitív, a másiké a negatív elektronsűrűségű molekula. Természetesen, ha elektronsűrűségekkel dolgozunk, ezek az erők intenzívebbek, mint a londoni erők, amelyek, mint mondtuk, minden molekulában jelen vannak.

Tipikus példák a H-molekulák₂S és HBr, ahol geometriájukból adódóan a negatív töltéssűrűségű területek erős kölcsönhatásba lépnek egy másik molekula pozitív töltésű sűrűségével.

Hidrogén áthidaló erők

Ez a típusú erő a dipól-dipól erők egy speciális esetére vonatkozik, amelyek a hidrogén és a fluor, a nitrogén vagy az oxigén közötti kötések. Ezek az említett atomok közötti dipólusok erőtermékei, amelyek erősen kötődnek, és ezért vannak egy adott névvel jelöl, mivel nagyobb intenzitásúak, mint bármely más erő dipólus-dipólus. Ilyen például a vízmolekulák (H₂O) vagy ammónia (NH₃).

Ion-dipólus erők

Ez az intermolekuláris erő utolsó típusa, amelyet látni fogunk, és olyan esetekben fordul elő, amikor egy ion részt vesz egy vegyületben. Ez kölcsönhatás majd egy poláris molekula ionja és dipólusai között fog előfordulni, például a pusztulás tól től kimész vízben, mint MgCl₂ vízben. Az ionos molekulákkal való kölcsönhatás poláris molekuláinak állandó dipólusai Mg-t oldottak⁺² és Cl^-.

Meg kell jegyezni, hogy az ilyen típusú erők gyengébbek, mint a kovalens kötések és az ionos kötések, amelyek a kovalens szilárd anyagokban, illetve az ionos vegyületekben vannak jelen.