Межмолекулярная сила
-
Межмолекулярные силы
- Опосредуют взаимодействие между молекулами
- Включают электромагнитные силы притяжения и отталкивания
- Слабее внутримолекулярных сил
-
История и вклад ученых
- Первое упоминание в работе Алексиса Клеро в 1743 году
- Вклад Лапласа, Гаусса, Максвелла, Больцмана и Полинга
-
Типы межмолекулярных сил
- Водородная связь
- Ионно-дипольные и ионно-индуцированные дипольные взаимодействия
- Катион-π, σ-π и π-π-π-связь
- Силы Ван-дер-Ваальса: сила Кизома, сила Дебая и лондонская дисперсионная сила
- Катион-катионная связь
- Солевой мостик
-
Водородная связь
- Экстремальная форма диполь-дипольной связи
- Притяжение между атомом водорода и элементом с высокой электроотрицательностью
- Важна для биохимии и молекулярной биологии
-
Солевой мостик
- Притяжение между катионными и анионными участками
- Обусловлено электростатическими силами и энтропией
- Важен для структуры полимеров
-
Диполь-дипольные взаимодействия
- Электростатические взаимодействия между молекулами с постоянными диполями
- Выравнивают молекулы, усиливая притяжение
- Примеры: хлористый водород, хлороформ
-
Ионно-дипольные и ионно-индуцированные дипольные взаимодействия
- Аналогичны диполь-дипольным взаимодействиям, но участвуют ионы
- Ионно-дипольная связь прочнее водородной
- Примеры: гидратация ионов в воде
-
Силы Ван-дер-Ваальса
- Возникают между незаряженными атомами или молекулами
- Приводят к сцеплению конденсированных фаз и физическому поглощению газов
- Включают силу Кизома и силу Дебая
-
Индукция и сила Дебая
- Индукция (поляризация) возникает между постоянными диполями и индуцированными диполями.
- Индуцированные диполи возникают при отталкивании электронов одной молекулы другой.
- Дебаевские взаимодействия не зависят от температуры.
-
Лондонская дисперсионная сила
- Дисперсия (флуктуирующий диполь-индуцированный диполь) возникает из-за мгновенных дипольных моментов атомов и молекул.
- Лондонские взаимодействия универсальны и присутствуют во взаимодействиях между атомами.
- Хамакер разработал теорию ван-дер-Ваальсовых взаимодействий в 1937 году.
-
Относительная величина сил
- Силы варьируются в зависимости от молекул и условий.
- В статических системах ионные и ковалентные связи сильнее межмолекулярных взаимодействий.
- В движущихся системах межмолекулярные связи могут разрывать ковалентные связи.
-
Влияние на поведение газов
- Межмолекулярные силы отталкивают на коротких расстояниях и притягивают на больших.
- В газе сила притяжения преодолевается тепловой энергией молекул.
- При сжатии газа влияние силы притяжения возрастает, что может привести к конденсации.
-
Квантово-механические теории
- Межмолекулярные взаимодействия могут быть объяснены квантовой механикой.
- Теория возмущений Рэлея-Шредингера эффективна для объяснения различных типов взаимодействий.
- Современные методы квантовой химии, такие как IBSI, основаны на градиенте электронной плотности.