Главная | Обратная связь

Природа сил межмолекулярного взаимодействия.

Все вещества делятся на: полярные и неполярные.

В молекуле полярного вещества в силу ее электрической ассимиляции существует постоянный дипольный момент µ: µ= ē · l, где ē – величина заряда; а l – расстояние между центрами зарядов. Молекула неполярного вещества симметрична, µ=0.

Все силы межмолекулярного взаимодействия делят на три типа:

1) Силы ориентационного взаимодействия (полярные силы).

Они возникают между двумя полярными молекулами, каждая из которых имеет постоянный дипольный момент. Вокруг каждой из молекул существует постоянное электрическое поле; поля взаимодействуют и молекулы ориентируются относительно друг друга; возникает напряжение одой молекулы к другой. Одно вещество растворяется в другом.

Ориентационное взаимодействие тем сильнее, чем больше величина µ. Эти силы зависят от температуры, т.к. с ростом температуры увеличивается тепловое движение молекул, им становится труднее ориентироваться относительно друг друга, силы притяжения ослабевают. Силы ориентационного взаимодействия короткодействующие, т.к. ориентационное движение обратно пропорционально r⁶ , где r – расстояние между диполями.

2) Силы индукционного взаимодействия (полярные силы).

Возникают между полярной и неполярной молекулами. Происходит под действием электростатического поля полярной молекулы, изменения электронной плотности неполярной молекулы.

Силы заключаются во взаимодействии постоянного дипольного момента полярной молекулы и индуцированного диполя неполярной молекулы. Индуцированный дипольный момент образуется: µ_и = L · E, где L – поляризуемость неполярной молекулы; Е – напряженность электрического поля полярной молекулы.

Молекулы ориентируются в пространстве, сближаются и возникает притяжение. Силы индукционного взаимодействия не зависят от температуры, т.к. деформация электронной плотности неполярной молекулы связана только с ее внутренним строением. Силы короткодействующие, т.к. обратно пропорциональны r⁶.

3) Дисперсионное взаимодействие (неполярные силы).

Возникают между двумя неполярными молекулами. Каждая неполярная молекула обладает флуктуирующими диполями (колебаниями электронной плотности). Взаимодействие флуктуирующих диполей носит непрерывный характер, образуя притяжение между молекулами. Силы не зависят от температуры, только от внутреннего строения молекул. Природа дисперсионных сил дипольная. Это самые прочные силы из всех сил Ван-дер-Ваальса. Силы дальнодействующие.

4) Водородная связь.

Связь, обусловленная способностью атома водорода, связанного в молекуле электроотрицательным элементом (О₂, N,Cl,F) к образованию еще одной связи с подобным атомом другой молекулы. Водородная связь объясняет аномально высокие температуры плавления и кипения некоторых веществ, несоответствующие их строению.

Силы водородной связи – функция температуры. С увеличением температуры они ослабевают – рвутся. Водородная связь имеет донорно – акцепторный механизм.

Энергия всех этих связей может быть 4,19 кДж/моль.