Úvod do Chemie
Cíl Učení
- Vysvětlete příčinu dipól-dipólová síla.
klíčové body
- interakce dipól-dipól se vyskytují, když se v molekule vytvoří částečný náboj kvůli nerovnoměrnému rozložení elektronů.
- polární molekuly se vyrovnají tak, že pozitivní konec jedné molekuly interaguje s negativním koncem jiné molekuly.
- Na rozdíl od kovalentních vazeb mezi atomy v molekule (intramolekulární vazba) vytvářejí interakce dipól-dipól atrakce mezi molekulami látky (intermolekulární atrakce).
Podmínky
- vodík bondAn mezimolekulárních přitažlivosti mezi vodíkem a fluoru, kyslíku, nebo dusíku.
- polární molekula, která má dipólový moment.
- dipolejakákoli molekula, která má na obou koncích mírné kladné i záporné náboje.
Mezimolekulární síly jsou síly, přitažlivosti nebo odporu, které působí mezi sousedními částicemi (atomy, molekulami, nebo ionty). Tyto síly jsou slabé ve srovnání s intramolekulárními silami, jako jsou kovalentní nebo iontové vazby mezi atomy v molekule. Například kovalentní vazba přítomná v molekule chlorovodíku (HCl) je mnohem silnější než jakékoli vazby, které může tvořit se sousedními molekulami.
typy atraktivních mezimolekulárních sil
- dipólové síly: elektrostatické interakce permanentních dipólů v molekulách; zahrnuje vodíkové vazby.
- Ion-dipólové síly: elektrostatická interakce zahrnující částečně nabitý dipól jedné molekuly a plně nabitý iont.
- Okamžitý dipól-indukovaný dipól síly nebo Londýn disperze sil: síly způsobené korelaci pohybu elektronů v interakci molekuly, které jsou nejslabší mezimolekulové síly a jsou rozděleny do kategorií jako van der Waalsovy síly.
Dipól-Dipól Zajímavosti
Dipól–dipólová interakce jsou typu mezimolekulárních atrakce—atrakce mezi dvěma molekulami. Interakce dipól-dipól jsou elektrostatické interakce mezi permanentními dipóly různých molekul. Tyto interakce vyrovnávají molekuly, aby se zvýšila přitažlivost.
elektrický monopol je jeden náboj, zatímco dipól jsou dva protilehlé náboje blízko sebe. Molekuly, které obsahují dipóly, se nazývají polární molekuly a mají velmi bohatou povahu. Například molekula vody (H2O) má velký trvalý elektrický dipólový moment. Jeho kladné a záporné náboje nejsou soustředěny ve stejném bodě; chová se jako několik stejných a opačných nábojů oddělených malou vzdáleností. Tyto atrakce dipól-dipól dávají vodě mnoho z jejích vlastností, včetně vysokého povrchového napětí.
nerovnoměrné rozložení elektronů
stálý dipól ve vodě je způsoben tendencí kyslíku přitahovat elektrony k sobě (tj. kyslík je elektronegativnější než vodík). 10 elektronů molekuly vody se nachází pravidelněji v blízkosti jádra atomu kyslíku, které obsahuje 8 protonů. Výsledkem je, že kyslík má mírný záporný náboj (δ -). Protože kyslík je tak elektronegativní, elektrony se nacházejí méně pravidelně kolem jádra atomů vodíku, z nichž každý má pouze jeden proton. Výsledkem je, že vodík má mírný kladný náboj (δ+).
Příklady Dipól-Dipólová Interakce
Další příklad dipól–dipólová interakce může být viděn v chlorovodík (HCl): relativně pozitivní konec polární molekuly bude přitahovat relativně negativní konec dalšího HCl molekuly. Interakce mezi dvěma dipóly je spíše přitažlivostí než úplnou vazbou, protože mezi oběma molekulami nejsou sdíleny žádné elektrony.
Symetrické Molekuly s Ne Celkový Dipólový Moment
Molekuly, často obsahují polární vazby, protože elektronegativita rozdíly ale nemají celkový dipólový moment, pokud jsou symetrické. Například v molekule tetrachlormethan (CCl4) jsou atomy chloru elektronegativnější než atomy uhlíku a elektrony jsou přitahovány k atomům chloru a vytvářejí dipóly. Tyto uhlík-chlórové dipóly se však navzájem vyruší, protože molekula je symetrická a CCl4 nemá žádný celkový pohyb dipólu.
Vodíkové Vazby
Vodíkové vazby jsou typu dipól-dipólová interakce, které se vyskytují mezi vodíkem a buď dusíku, fluoru nebo kyslíku. Vodíkové vazby jsou v biologii neuvěřitelně důležité, protože vodíkové vazby udržují dna báze spárované dohromady, což pomáhá DNA udržovat její jedinečnou strukturu.