ШТА СУ ДИПОЛНЕ ДИПОЛНЕ СИЛЕ? - ХЕМИЈА - 2025

У диполни дипол снаге или Кеесом силе су оне Међумолекуларне интеракције представити у молекулима са сталним диполних момената. То је једна од Ван дер Ваалсових сила и, иако је далеко од најјачег, то је кључни фактор који објашњава физичка својства многих једињења.

Израз "дипола" изричито се односи на два пола: један негативан и један позитиван. Дакле, говоримо о диполним молекулима када су они дефинисали подручја високе и ниске густине електрона, што је могуће само ако електрони преференцијално "мигрирају" према одређеним атомима: највише електронегативним.

Горња слика илуструје интеракцију дипола-дипола између два АБ молекула са трајним диполским моментима. Исто тако, може се видети како су молекули оријентисани тако да су интеракције ефикасне. Дакле, позитивна регија δ + привлачи негативну регију δ-.

Према горе наведеном, може се прецизирати да је ова врста интеракције усмерена (за разлику од јонских интеракција наелектрисања и наелектрисања). Молекули у свом окружењу оријентишу своје полове на такав начин да, иако су слаби, збир свих ових интеракција даје једињењу велику интермолекуларну стабилност.

То резултира тиме да једињења (органска или анорганска) која су способна да формирају диполско-диполне интеракције показују велике тачке кључања или топљења.

Диполни момент

Диполни момент µ молекула је векторска количина. Другим речима: зависи од смерова где постоји градијент поларитета. Како и зашто потиче овај градијент? Одговор лежи у везама и унутрашњој природи атома елемената.

На пример, на горњој слици А је електронегативнији од Б, тако да је у вези АБ највећа густина електрона смештена око А.

С друге стране, Б „одустаје“ од свог облака електрона и, самим тим, окружен је регионом сиромашним електронима. Ова разлика у електронегативностима између А и Б ствара градијент поларитета.

Како је једна регија богата електронима (δ-), док је друга сиромашна електронима (δ +), појављују се два пола која, у зависности од растојања између њих, потичу различите магнитуде µ, које се одређују за свако једињење .

Симетрија

Ако молекул одређеног једињења има µ = 0, онда се каже да је то неполарни молекул (чак и ако има градијенте поларитета).

Да бисмо разумели како симетрија - а самим тим и молекуларна геометрија - игра важну улогу у овом параметру, потребно је поново размотрити АБ везу.

Због разлике у њиховим електронегативностима, постоје дефинисани региони богати и сиромашни електронима.

Шта ако су везе биле АА или ББ? У тим молекулима не би било дипола, јер оба атома на исти начин привлаче електроне везе (стопостотну ковалентну везу).

Као што се може видети на слици, ни АА ни ББ молекул не показују регионе богате или сиромашне електронима (црвени и плави). Овде је још једна врста снага је одговоран за одржавање А ₂ и Б _{2 заједно} : индуковани дипол-дипол интеракције, такође познат као Лондон снага или дисперзије снага.

Напротив, ако су молекули типа АОА или БОБ, дошло би до одбијања између њихових полова, јер имају једнаке набоје:

Δ + региони два БОБ молекула не омогућавају ефикасну интеракцију дипола и дипола; исто се дешава и за δ-регионе два молекула АОА. Исто тако, оба пара молекула имају µ = 0. Поларитетни градијент ОА векторски се поништава са АО везе.

Сходно томе, дисперзионе снаге такође играју у пару АОА и БОБ, због непостојања ефективне оријентације дипола.

Асиметрија у нелинеарним молекулама

Најједноставнији је случај молекула ЦФ ₄ (или типа ЦКС ₄ ). Овде Ц има тетраедарску молекуларну геометрију и региони богати електронима налазе се у врховима, тачније на електронегативним атомима Ф.

Поларитетни градијент ЦФ отказује у било којем од праваца тетраедра, узрокујући векторску суму свих ових једнаких 0.

Према томе, иако је центар тетраедра врло позитиван (δ +) и његове врхове су врло негативне (δ-), овај молекул не може формирати дипол-диполне интеракције са другим молекулама.

Оријентације дипола

У случају линеарних молекула АБ, оријентисани су на такав начин да формирају најефикасније интеракције дипола и дипола (као што је приказано на слици горе). Горе наведено се примењује на исти начин и за остале молекуларне геометрије; на пример, угаони у случају молекула НО ₂ .

Према томе, ове интеракције одређују да ли је једињење АБ гас, течност или чврста супстанца на собној температури.

У случају једињења А ₂ и Б ₂ (оне љубичасте елипси), врло је вероватно да су гасовита. Међутим, ако су њени атоми врло гломазни и лако се поларизирају (што повећава лондонске силе), оба једињења могу бити или чврста или течна.

Што су јаче интеракције дипола-дипола, већа је кохезија између молекула; такође, што су веће тачке топљења и кључања једињења. То је зато што су потребне веће температуре да би се "прекинуле" ове интеракције.

С друге стране, пораст температуре узрокује да се молекули вибрирају, окрећу и крећу чешће. Ова „молекуларна агитација“ нарушава оријентацију дипола и због тога су интермолекуларне силе једињења ослабљене.

Интеракције водоничне везе

На горњој слици приказано је пет молекула воде који међусобно делују водоничним везама. Ово је посебна врста интеракција дипола и дипола. Подручје сиромашно електронима заузима Х; а област богата електронима (δ-) заузимају високо електронегативни атоми Н, О и Ф.

Односно, молекули са Н, О и Ф атомима везани за Х могу да формирају водоничне везе.

Дакле, водоничне везе су ОХО, НХН и ФХФ, ОХН, НХО итд. Ови молекули имају трајне и веома интензивне диполске моменте, који их правилно усмеравају да „искористе“ ове мостове.

Они су енергетски слабији од било које ковалентне или јонске везе. Мада, збир свих водоничних веза у фази једињења (чврстих, течних или гасовитих) чини да она показује својства која га дефинишу као јединствена.

На пример, такав је случај вода, чије су водоничне везе одговорне за његову високу тачку кључања и за мање густе у леденом стању од течне воде; разлог зашто ледене плове плутају у морима.

Референце

1. Диполе-Диполе. Преузето 30. маја 2018. године са: цхем.пурдуе.еду
2. Учење без граница. Диполе-Диполска сила. Преузето 30. маја 2018. године са :урс.луменлеарнинг.цом
3. Јеннифер Роусхар (2016). Диполе-Диполе. Преузето 30. маја 2018. године са: сопхиа.орг
4. Хелменстине, др Анне Марие (3. маја 2018). Који су примери везивања водоника? Преузето 30. маја 2018. године са: тхинкцо.цом
5. Матхевс, ЦК, Ван Холде, КЕ и Ахерн, КГ (2002) Биоцхемистри. Треће издање. Аддисон Веслеи Лонгман, Инц., стр. 33.
6. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг, стр 450-452.
7. Корисник Квертер. (16. април 2011. године). 3Д модел водикових веза у тоалету. . Преузето 30. маја 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг