Introduktion til kemi

læringsmål

• forklar årsagen til en dipol-dipol kraft.

termer

• hydrogenbinding intermolekylær tiltrækning mellem hydrogen og fluor, ilt eller nitrogen.
• polarA molekyle, der har et dipolmoment.
• dipolethvert molekyle, der har både små positive og negative ladninger i begge ender.

intermolekylære kræfter er de tiltrækningskræfter eller afstødningskræfter, der virker mellem nabopartikler (atomer, molekyler eller ioner). Disse kræfter er svage sammenlignet med de intramolekylære kræfter, såsom de kovalente eller ioniske bindinger mellem atomer i et molekyle. For eksempel er den kovalente binding, der er til stede i et hydrogenchlorid (HCl) molekyle, meget stærkere end nogen bindinger, det kan danne med nabomolekyler.

typer af attraktive intermolekylære kræfter

1. dipol-dipol kræfter: elektrostatiske interaktioner af permanente dipoler i molekyler; inkluderer hydrogenbinding.
2. Ion-dipolkræfter: elektrostatisk interaktion, der involverer en delvist ladet dipol af et molekyle og en fuldt ladet ion.øjeblikkelige dipolinducerede dipolkræfter eller London-spredningskræfter: kræfter forårsaget af korrelerede bevægelser af elektronerne i interagerende molekyler, som er de svageste af intermolekylære kræfter og er kategoriseret som van Der Vaals kræfter.

dipol-dipol attraktioner

dipol–dipol interaktioner er en type intermolekylære attraktion—attraktioner mellem to molekyler. Dipol-dipol interaktioner er elektrostatiske interaktioner mellem de permanente dipoler af forskellige molekyler. Disse interaktioner justerer molekylerne for at øge tiltrækningen.

en elektrisk monopol er en enkelt ladning, mens en dipol er to modsatte ladninger tæt adskilt fra hinanden. Molekyler, der indeholder dipoler, kaldes polære molekyler og er meget rigelige i naturen. For eksempel har et vandmolekyle (H2O) et stort permanent elektrisk dipolmoment. Dens positive og negative ladninger er ikke centreret på samme punkt; det opfører sig som et par lige og modsatte ladninger adskilt af en lille afstand. Disse dipol-dipol attraktioner giver vand mange af dets egenskaber, herunder dens høje overfladespænding.

ujævn fordeling af elektroner

den permanente dipol i vand skyldes iltens tendens til at trække elektroner til sig selv (dvs.ilt er mere elektronegativt end hydrogen). De 10 elektroner i et vandmolekyle findes mere regelmæssigt nær iltatomets kerne, som indeholder 8 protoner. Som følge heraf har ilt en lille negativ ladning (kr-). Fordi ilt er så elektronegativt, findes elektronerne mindre regelmæssigt omkring kernen i hydrogenatomerne, som hver kun har en proton. Som følge heraf har hydrogen en lille positiv ladning (kurp+).

eksempler på dipol-dipol–interaktioner

et andet eksempel på en dipol-dipol-interaktion kan ses i hydrogenchlorid (HCl): den relativt positive ende af et polært molekyle vil tiltrække den relativt negative ende af et andet HCl-molekyle. Interaktionen mellem de to dipoler er en tiltrækning snarere end fuld binding, fordi ingen elektroner deles mellem de to molekyler.

symmetriske molekyler uden samlet dipolmoment

molekyler indeholder ofte polære bindinger på grund af elektronegativitetsforskelle, men har intet samlet dipolmoment, hvis de er symmetriske. For eksempel i molekylet tetrachlormethan (CCl4) er chloratomerne mere elektronegative end carbonatomerne, og elektronerne trækkes mod chloratomerne, hvilket skaber dipoler. Imidlertid annullerer disse carbon-chlordipoler hinanden, fordi molekylet er symmetrisk, og CCl4 har ingen samlet dipolbevægelse.

hydrogenbindinger

hydrogenbindinger er en type dipol-dipol-interaktioner, der forekommer mellem hydrogen og enten nitrogen, fluor eller ilt. Hydrogenbindinger er utroligt vigtige i biologien, fordi hydrogenbindinger holder DNA-baserne parret sammen, hvilket hjælper DNA med at opretholde sin unikke struktur.