Zwischenmolekulare Kraft

Zwischenmolekulare Kräfte sind Anziehungskräfte oder Repulsion, die zwischen benachbarten Partikeln handeln: Atome, Moleküle oder Ionen. Sie sind im Vergleich zu den intramolekularen Kräften, die Kräfte schwach, die ein Molekül zusammen behalten. Zum Beispiel ist die covalent Band-Gegenwart innerhalb von HCl Molekülen viel stärker als die Kraft-Gegenwart zwischen den benachbarten Molekülen, die bestehen, wenn die Moleküle genug einander nah sind.

Attraktive zwischenmolekulare Kräfte bestehen aus vier Typen:

  1. Dipoldipol zwingt
  2. Ion-Dipol zwingt
  3. Dipolveranlasste Dipolkraft oder Debye zwingen
  4. Sofortige dipolveranlasste Dipolkräfte oder Londoner Streuungskräfte.

Londoner Streuungskraft

Sonst bekannt als Quant-veranlasste sofortige Polarisation oder sofortige dipolveranlasste Dipolkräfte wird die Londoner Streuungskraft durch aufeinander bezogene Bewegungen der Elektronen in aufeinander wirkenden Molekülen verursacht. Die Elektronen, die verschiedenen Molekülen gehören, fangen an, aus einander in den kurzen zwischenmolekularen Entfernungen "zu fliehen" und ihn zu vermeiden, der oft als Bildung "sofortiger Dipole" beschrieben wird, die einander anziehen.

Debye (veranlasster Dipol) Kraft

Die veranlassten Dipolkräfte erscheinen von der Induktion (auch bekannt als Polarisation), der die attraktive Wechselwirkung zwischen einem dauerhaften Mehrpol auf einem Molekül mit einem veranlassten (durch den ehemaligen di/multi-pole) Mehrpol auf einem anderen ist. Diese Wechselwirkung wird Kraft von Debye nach Peter J.W. Debye genannt.

Das Beispiel einer Induktionswechselwirkung zwischen dauerhaftem Dipol und veranlasstem Dipol ist HCl und Ar. In diesem System erfährt Ar einen Dipol, weil seine Elektronen (von der H Seite) angezogen oder (von der Seite der Kl.) durch HCl zurückgetrieben werden. Diese Art der Wechselwirkung kann zwischen jedem polaren Molekül und nichtpolarem/symmetrischem Molekül erwartet werden. Die Induktionswechselwirkungskraft ist viel schwächer als Dipoldipol-Wechselwirkung, aber stärker als die Londoner Streuungskraft.

Dipoldipol-Wechselwirkungen

Dipoldipol-Wechselwirkungen sind elektrostatische Wechselwirkungen von dauerhaften Dipolen in Molekülen. Diese Wechselwirkungen neigen dazu, die Moleküle auszurichten, um die Anziehungskraft zu vergrößern (potenzielle Energie reduzierend). Ein Beispiel einer Dipoldipol-Wechselwirkung kann im Wasserstoffchlorid (HCl) gesehen werden: Das positive Ende eines polaren Moleküls wird das negative Ende des anderen Moleküls anziehen und sie veranlassen, in einer spezifischen Einordnung eingeordnet zu werden. Polare Moleküle haben eine Nettoanziehungskraft zwischen ihnen. Zum Beispiel HCl und Chloroform (CHCl)

Wechselwirkungen von Keesom (genannt nach Willem Hendrik Keesom) sind attraktive Wechselwirkungen von Dipolen, die über verschiedene Rotationsorientierungen der Dipole Boltzmann-durchschnittlich sind. Die Energie einer Wechselwirkung von Keesom hängt von der umgekehrten sechsten Macht der Entfernung verschieden von der Wechselwirkungsenergie von zwei räumlich festen Dipolen ab, die von der umgekehrten dritten Macht der Entfernung abhängt.

Häufig haben Moleküle zweipolige Gruppen innerhalb ihrer, aber haben keinen gesamten Dipolmoment. Das kommt vor, wenn es Symmetrie innerhalb des Moleküls gibt, die Dipole veranlassend, einander zu annullieren. Das kommt in Molekülen wie tetrachloromethane vor. Bemerken Sie, dass die Dipoldipol-Wechselwirkung zwischen zwei Atomen gewöhnlich Null ist, weil Atome selten einen dauerhaften Dipol tragen. Sieh Atomdipole.

Ion-Dipol und Ion-veranlasste Dipolkräfte

Ion-Dipol und Kräfte des veranlassten Dipols funktionieren viel wie Wechselwirkungen des Dipoldipols und veranlassten Dipols. Jedoch, statt nur polarer und nichtpolarer Moleküle, die beteiligen werden, schließen Ion-Wechselwirkungen Ionen ein (wie der Name darauf hinweist). Ion-Dipol und Ion-veranlasste Dipolkräfte sind stärker als Dipolwechselwirkungen, weil die Anklage jedes Ions viel größer ist als die Anklage eines Dipolmoments. Ion-Dipol ist größer als das Wasserstoffabbinden.

Eine Kraft des Ion-Dipols besteht aus einem Ion und einem polaren aufeinander wirkenden Molekül. Sie richten sich aus, so dass die positiven und negativen Kräfte neben einander sind, maximale Anziehungskraft berücksichtigend.

Eine Ion-veranlasste Dipolkraft besteht aus einem Ion und einem nichtpolaren aufeinander wirkenden Molekül. Wie eine dipolveranlasste Dipolkraft verursacht die Anklage des Ions eine Verzerrung der Elektronwolke auf dem nichtpolaren Molekül.

Das Wasserstoffabbinden

Ein Wasserstoffband ist die attraktive Kraft zwischen dem einsamen Paar eines electronegative Atoms und einem Wasserstoffatom, das entweder zum Stickstoff, Sauerstoff oder zu Fluor verpfändet wird. Das Wasserstoffband wird häufig als eine starke elektrostatische Dipoldipol-Wechselwirkung beschrieben. Jedoch hat es auch einige Eigenschaften des Covalent-Abbindens: Es ist gerichtet, stärker als eine Wechselwirkung von van der Waals, erzeugt Zwischenatomentfernungen kürzer als Summe von Radien von van der Waals, und schließt gewöhnlich eine begrenzte Zahl von Wechselwirkungspartnern ein, die als eine Art Wertigkeit interpretiert werden können.

Das zwischenmolekulare Wasserstoffabbinden ist für den hohen Siedepunkt von Wasser (100 °C) im Vergleich zur anderen Gruppe 16 hydrides verantwortlich, die keine Wasserstoffobligationen haben. Das intramolekulare Wasserstoffabbinden ist für das sekundäre, tertiäre, und Vierergruppe-Strukturen von Proteinen und Nukleinsäuren teilweise verantwortlich. Es spielt auch eine wichtige Rolle in der Struktur von Polymern, sowohl synthetisch als auch natürlich.

Verhältniskraft von Kräften

Zeichen: Dieser Vergleich ist nur ungefähr - die wirklichen Verhältniskräfte werden sich ändern, je nachdem die Moleküle eingeschlossen haben.

Quant mechanische Theorien

Siehe auch

  • Die Beziehung von Coomber
  • Kraft-Feld
  • Hydrophobe Wirkung
  • Intramolekulare Kraft
  • Molekularer fester
  • Polymer
  • Quant-Chemie-Computerprogramme
  • Software für die molekulare Mechanik, modellierend

Links

Software für die Berechnung von zwischenmolekularen Kräften


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