Hvad er Dipole-kræfter?
Dipol-kræfter beskriver en form for interaktion, der kan ske mellem molekyler. Ligesom magneter er molekyler ofte polære; de har positive og negative ladninger på forskellige sider baseret på deres molekylstruktur. Den positive del af et molekyle kan tiltrække den negative del af et andet og tegne dem sammen. Der er to forskellige typer dipolkræfter; nogle er permanente og andre varer kun et øjeblik. Begge slags har en betydelig indflydelse på interaktionerne mellem molekyler.
Midlertidige, øjeblikkelige dipolstyrker er kendt som London-spredningsstyrker. Elektroner i atomer er meget mobile og kan justeres på en sådan måde, at der opstår en midlertidig dipol eller adskillelse af positive og negative ladninger. Når dette sker med flere molekyler på samme tid, kan korte attraktive eller frastødende kræfter forekomme. Denne proces er baseret på sandsynligheden for, at arrangementet af elektroner i et givet atom eller molekyle vil eksistere på en bestemt måde på et specifikt tidspunkt. På trods af deres relative sjældenhed i individuelle atomer og molekyler er Londons spredningskræfter betydelige, fordi det enorme antal atomer eller molekyler, der typisk findes i et givet stof, næsten garanterer, at mindst nogle af dem vil interagere gennem øjeblikkelige dipoler.
Permanente dipol-kræfter er kendt som dipol-dipol-interaktioner eller Keesom-interaktioner og eksisterer mellem polære molekyler. Et molekyle har en tendens til at have en permanent dipol, når det er sammensat af atomer, der har forskellige elektronegativitetsværdier. Elektronegativitet er en egenskab ved atomer eller molekyler, der beskriver deres evne til at tiltrække elektroner til sig selv og danne bindinger med andre atomer eller molekyler. Når atomer med forskellige elektronegativitetsværdier binder og danner molekyler, har de en tendens til at have permanente, forskellige ladninger på forskellige dele af deres strukturer. Når molekyler med permanente dipoler er i nærheden af andre molekyler med permanente dipoler, er der mange stærke attraktive og frastødende interaktioner mellem de polære dele af molekylerne.
Hydrogenbindinger er en tredje slags intermolekylær interaktion forårsaget af dipolkræfter og er en anden form for permanente dipolinteraktioner. De kan kun forekomme mellem brint og et andet atom, deraf navnet. Det andet atom kan være ilt, fluor eller nitrogen. Hydrogenbindinger er i det væsentlige en stærkere form for dipol-dipol-interaktioner.
Hydrogenbindinger er sandsynligvis den vigtigste af de forskellige former for dipolkrafter på grund af deres indvirkning på vand. Vandmolekyler er meget polære på grund af deres elektronarrangement, og de har en tendens til at udvise en hel del hydrogenbinding. Hydrogenatomer på et vandmolekyle kan interagere med oxygenatomer på andre vandmolekyler. Denne grad af tiltrækning giver vand mange af de egenskaber, der er nødvendige for dets vitale rolle i Jordens miljø, såsom samhørighed og et højt kogepunkt. Det kræver en betydelig mængde energi at overvinde brintbindinger, hvilket giver en stor grad af stabilitet i et miljø, der primært består af vand.