Hvad er intermolekylære kræfter?

I kemi beskriver intermolekylære kræfter forskellige elektrostatiske kræfter, der er til stede mellem atomer og molekyler. Disse kræfter inkluderer ion-dipol-kræfter, hydrogenbinding, dipol-dipol-kræfter og London-spredningskræfter. Selvom disse kræfter generelt er meget svagere end ioniske eller kovalente bindinger, kan de stadig have en stor indflydelse på de fysiske egenskaber ved væsker, faste stoffer eller opløsninger.

Alle intermolekylære kræfter er elektrostatiske. Dette betyder, at disse kræfts mekanik afhænger af interaktioner mellem ladede arter såsom ioner og elektroner. Faktorer, der vedrører elektrostatiske kræfter, såsom elektronegativitet, dipolmomenter, ionladninger og elektronpar, kan i høj grad påvirke typerne af intermolekylære kræfter mellem en hvilken som helst to givne kemiske arter.

Ion-dipol-kræfter er til stede mellem ioner og de delvise ladninger i enderne af polære molekyler. Polære molekyler er dipoler og har en positiv ende og en negativ ende. Positivt ladede ioner tiltrækkes af den negative ende af en dipol, og negativt ladede ioner tiltrækkes af den positive ende af en dipol. Styrken af ​​denne form for intermolekylær tiltrækning stiger med stigende ionladning og stigende dipolmomenter. Denne særlige form for kraft findes ofte i ioniske stoffer opløst i polære opløsningsmidler.

For neutrale molekyler og atomer inkluderer de intermolekylære kræfter, der kan være til stede, dipol-dipol-kræfter, hydrogenbinding og London-spredningskræfter. Disse kræfter udgør van der Waals-styrkerne, der er opkaldt efter Johannes van der Waals. Generelt er de svagere end ion-dipol-kræfter.

Dipol-dipol-kræfter forekommer, når den positive ende af et polært molekyle nærmer sig den negative ende af et andet polært molekyle. Kraften i sig selv afhænger af molekylernes nærhed. Jo længere væk molekylerne er, jo svagere er dipol-dipol-kræfterne. Styrkenes styrke kan også stige med stigende polaritet.

Londons spredningskræfter kan forekomme mellem både ikke-polære og polære kemiske arter. De navngives til ære for deres opdager, Fritz London. Selve kraften opstår på grund af dannelsen af ​​øjeblikkelige dipoler; disse kan forklares ved bevægelse af elektroner i den kemiske art.

Umiddelbare dipoler dannes, når elektroner omkring en kemisk art tiltrækkes af kernen i en anden kemisk art. Generelt er Londons spredningskræfter større for større molekyler, fordi større molekyler har flere elektroner. Store halogener og ædelgasser har for eksempel højere kogepunkter end små halogener og ædelgasser på grund af dette.

Hydrogenbindinger forekommer mellem hydrogenatomer i en polær binding og ikke-delte elektronpar på små elektronegative ioner eller atomer. Denne type intermolekylær kraft ses ofte mellem brintatomer og fluor, ilt eller nitrogen. Hydrogenbindinger findes i vand og er ansvarlige for vandets høje kogepunkt.

Intermolekylære kræfter kan have en dyb virkning på en kemisk arts fysiske egenskaber. Typisk er høje kogepunkter, smeltepunkter og viskositet forbundet med høje intermolekylære kræfter. Selvom de er meget svagere end kovalente og ioniske bindinger, er disse kræfter med intermolekylær tiltrækning stadig vigtige for at beskrive opførsel af kemiske arter.