双極子力とは何ですか？

双極子力は、分子間で起こり得る相互作用の形を表します。 磁石のように、分子はしばしば極性を持ちます。 それらは分子構造に基づいて異なる側に正と負の電荷を持っています。 ある分子の正の部分が別の分子の負の部分を引き付け、それらを一緒に引き寄せることができます。 双極子力には2種類あります。 永続的なものもあれば、一瞬だけ続くものもあります。 両方の種類は、分子間の相互作用に大きな影響を及ぼします。

一時的な瞬間的な双極子力は、ロンドン分散力として知られています。 原子内の電子は非常に可動性が高く、一時的な双極子、つまり正電荷と負電荷の分離が発生するように整列できます。 これが同時に複数の分子に起こると、短時間の引力または反発力が発生する可能性があります。 このプロセスは、特定の原子または分子内の電子の配置が特定の時間に特定の方法で存在する確率に基づいています。 ロンドンの分散力は、個々の原子や分子が比較的希少であるにもかかわらず、特定の物質に通常存在する膨大な数の原子または分子により、それらの少なくとも一部が瞬間双極子を通じて相互作用することをほぼ保証するため、重要です。

永久双極子力は、双極子間相互作用またはキーソム相互作用として知られ、極性分子間に存在します。 分子は、異なる電気陰性度値を持つ原子で構成される場合、永久双極子を持つ傾向があります。 電気陰性度は原子または分子の特性であり、電子を自分自身に引き付け、他の原子または分子と結合を形成する能力を表します。 電気陰性度の異なる原子が結合して分子を形成すると、原子は構造の異なる部分に永続的な異なる電荷を持つ傾向があります。 永久双極子を持つ分子が永久双極子を持つ他の分子の近くにあるとき、分子の極性部分の間には多くの強い相互作用があります。

水素結合は、双極子力によって引き起こされる第3の種類の分子間相互作用であり、永久双極子相互作用の別の形態です。 それらは水素と別の原子の間でのみ発生するため、その名前が付けられています。 他の原子は、酸素、フッ素、または窒素です。 水素結合は、本質的に双極子間相互作用のより強い形です。

水素結合は、水への影響のため、さまざまな種類の双極子力の中で最も重要である可能性があります。 水分子は、その電子配列のために非常に極性が高く、大量の水素結合を示す傾向があります。 1つの水分子の水素原子は、他の水分子の酸素原子と相互作用する可能性があります。 この引力により、水は凝集や高沸点など、地球の環境における重要な役割に必要な多くの特性を水に与えます。 水素結合を克服するにはかなりの量のエネルギーが必要です。これは、主に水でできている環境で非常に安定しています。