Vad är Dipole-krafter?

Dipolkrafter beskriver en form av interaktion som kan hända mellan molekyler. Liksom magneter är molekyler ofta polära; de har positiva och negativa laddningar på olika sidor baserat på deras molekylstruktur. Den positiva delen av en molekyl kan locka till sig den negativa delen av en annan och dra dem samman. Det finns två olika typer av dipolkrafter; vissa är permanenta och andra är bara för ett ögonblick. Båda typerna har en betydande inverkan på interaktionen mellan molekyler.

Tillfälliga, omedelbara dipolkrafter kallas London-spridningskrafter. Elektroner i atomer är mycket rörliga och kan anpassas på ett sådant sätt att en tillfällig dipol eller separering av positiva och negativa laddningar inträffar. När detta händer med flera molekyler samtidigt kan korta attraktiva eller avvisande krafter uppstå. Denna process är baserad på sannolikheten för att arrangemanget av elektroner i en given atom eller molekyl kommer att existera på ett specifikt sätt vid en viss tidpunkt. Trots deras relativa sällsynthet i enskilda atomer och molekyler är Londons spridningskrafter betydande eftersom det enorma antalet atomer eller molekyler som normalt finns i en given substans nästan garanterar att åtminstone några av dem kommer att interagera genom omedelbara dipoler.

Permanenta dipolkrafter kallas dipol-dipolinteraktioner eller Keesom-interaktioner och existerar mellan polära molekyler. En molekyl tenderar att ha en permanent dipol när den består av atomer som har olika elektronegativitetsvärden. Elektronegativitet är en egenskap hos atomer eller molekyler som beskriver deras förmåga att locka elektroner till sig själva och bilda bindningar med andra atomer eller molekyler. När atomer med olika elektronegativitetsvärden binder och bildar molekyler tenderar de att ha permanenta, olika laddningar på olika delar av deras strukturer. När molekyler med permanenta dipoler är i närheten av andra molekyler med permanenta dipoler finns det många starka attraktiva och avvisande interaktioner mellan de polära delarna av molekylerna.

Vätebindningar är en tredje typ av intermolekylär interaktion som orsakas av dipolkrafter och är en annan form av permanenta dipolinteraktioner. De kan endast uppstå mellan väte och en annan atom, därav namnet. Den andra atomen kan vara syre, fluor eller kväve. Vätebindningar är i huvudsak en starkare form av dipol-dipol-interaktioner.

Vätebindningar är troligen den viktigaste av de olika typerna av dipolkrafter på grund av deras effekter på vatten. Vattenmolekyler är mycket polära på grund av deras elektronarrangemang, och de tenderar att uppvisa mycket vätebindning. Väteatomerna på en vattenmolekyl kan interagera med syreatomer på andra vattenmolekyler. Denna grad av attraktion ger vatten många av de egenskaper som är nödvändiga för dess vitala roll i jordens miljö, såsom sammanhållning och en hög kokpunkt. Det kräver en betydande mängd energi för att övervinna vätebindningar, vilket ger en mycket stabilitet i en miljö som främst består av vatten.