Definicja sił międzycząsteczkowych (dipol-dipol, jon-dipol, Londyn i P. Wodór)

Candela Rocío Barbisan | Listopad 2021
Inżynier chemiczny

Zasadniczo istnieją trzy siły międzycząsteczkowe, które są najbardziej typowe i te, które omówimy w tej sekcji. Dlaczego badanie tego typu sił jest interesujące? Cóż, ponieważ pozwala przewidzieć niektóre właściwości chemiczne, takie jak temperatura wrzenia i temperatura topnienia.

Załóżmy, że mamy następujące związki MgO, NO₂, HF i F₂ i musimy je posortować, zwiększając temperaturę wrzenia. Wiemy, że jako siła z atrakcja między nimi musimy dostarczać więcej Energia zerwać linki. Dlatego musimy zrozumieć, jakie są siły, które oddziałują.

W przypadku MgO jest to związek jonowy, więc siły, które go łączą są elektrostatyczne, najintensywniejsze ze wszystkich, dlatego będzie miał najwyższą temperaturę wrzenia. Następnie, jeśli przeanalizujemy NO w porównaniu z HF i F

Na podstawie tej analizy wiadomo, że najwyższą temperaturą wrzenia będzie MgO, następnie HF, a następnie NO ₂ i wreszcie F₂.

siły londyńskie

Znane również jako siły dyspersyjne, występują we wszystkich związkach molekularnych. Jednak w molekułach polarnych tracą na znaczeniu ze względu na istnienie dipoli, które powodują istnienie innych, bardziej istotnych sił. Dlatego w cząsteczkach apolarnych są to jedyne obecne siły.

Im większa masa molowa, tym większe siły londyńskie. Z kolei cząsteczki niepolarne tworzą przejściowe lub tymczasowe dipole, czyli chmura elektronowa jest deformowana przez kontinuum ruch jego elektronów. Im większa chmura elektronowa i im bardziej podatna na polaryzację, tym większe oddziałujące siły londyńskie.

Typowym przykładem są związki dwuatomowe, takie jak Cl₂ gdzie występuje symetria w strukturze dodana do faktu, że dwa atomy, które ją tworzą, mają tę samą elektroujemność, dlatego wiązanie jest apolarne, a cząsteczka jest również niepolarna. W przypadku CO₂, dominującymi siłami są również Siły Rozproszenia; obserwujemy jednak wiązania polarne, które biorąc pod uwagę symetryczną strukturę cząsteczki, anulują swoje dipole, tworząc cząsteczkę apolarną.

Siły dipol-dipol

Gdy cząsteczki nie wykazują symetrii i powstają trwałe dipole, mówi się, że cząsteczka jest polarna lub jej moment dipolowy nie jest zerowy. Oznacza to obecność sił dipol-dipol, które generują przyciąganie między naładowanymi końcami cząsteczek, koniec z dodatnią gęstością elektronową jednej cząsteczki i koniec z ujemną gęstością elektronową drugiej cząsteczka. Oczywiście podczas pracy z gęstościami elektronowymi siły te są bardziej intensywne niż siły londyńskie, które, jak powiedzieliśmy, są obecne we wszystkich cząsteczkach.

Typowymi przykładami są cząsteczki H₂S i HBr, gdzie ze względu na swoją geometrię obszary o ujemnych gęstościach ładunku silnie oddziałują z dodatnio naładowanymi gęstościami innej cząsteczki.

Siły mostkowania wodoru

Ten rodzaj siły odnosi się do konkretnego przypadku sił dipol-dipol, które są wiązaniami wodoru z fluorem, azotem lub tlenem. Są to iloczyny sił dipoli pomiędzy wspomnianymi atomami, które wiążą się silnie i dlatego są oznacza z określoną nazwą, ponieważ mają one większą intensywność niż jakakolwiek inna siła dipol-dipol. Tak jest w przypadku cząsteczek wody (H₂O) lub amoniak (NH₃).

Jon - siły dipolowe

Jest to ostatni rodzaj oddziaływania międzycząsteczkowego, który zobaczymy i występuje w przypadkach, gdy w związku uczestniczy jon. Ten interakcja wystąpi wtedy między jonem a dipolami cząsteczki polarnej, na przykład w rozpuszczenie z ty wyjdź w wodzie, jako MgCl₂ w wodzie. Stałe dipole cząsteczek polarnych o oddziaływaniu wody z rozpuszczonymi formami jonowymi Mg⁺² i Cl^-.

Należy zauważyć, że tego typu siły obserwowane są słabsze niż wiązania kowalencyjne i wiązania jonowe, występujące odpowiednio w kowalencyjnych ciałach stałych i związkach jonowych.