Vad är intermolekylära krafter?

I kemi beskriver intermolekylära krafter olika elektrostatiska krafter som finns mellan atomer och molekyler. Dessa krafter inkluderar jon-dipolkrafter, vätebindning, dipol-dipolkrafter och Londons spridningskrafter. Även om dessa krafter i allmänhet är mycket svagare än joniska eller kovalenta bindningar kan de fortfarande ha ett stort inflytande på de fysiska egenskaperna hos vätskor, fasta ämnen eller lösningar.

Alla intermolekylära krafter är elektrostatiska. Det här betyder att krafternas mekanik beror på interaktioner mellan laddade arter som joner och elektroner. Faktorer som hänför sig till elektrostatiska krafter, såsom elektronegativitet, dipolmoment, jonladdningar och elektronpar, kan i hög grad påverka de typer av intermolekylära krafter mellan två givna kemiska arter.

Ion-dipolkrafter finns mellan joner och de partiella laddningarna vid polarmolekylernas ändar. Polära molekyler är dipoler och har ett positivt slut och ett negativt slut. Positivt laddade joner lockas till den negativa änden av en dipol och negativt laddade joner lockas till den positiva änden av en dipol. Styrkan hos denna typ av intermolekylär attraktion ökar med ökande jonladdning och ökande dipolmoment. Denna speciella typ av kraft finns vanligtvis i joniska ämnen löst i polära lösningsmedel.

För neutrala molekyler och atomer inkluderar de intermolekylära krafterna som kan finnas närvarande dipol-dipolkrafter, vätebindning och London-spridningskrafter. Dessa krafter utgör van der Waals-styrkorna, som är uppkallade efter Johannes van der Waals. I allmänhet är de svagare än jon-dipolkrafter.

Dipol-dipolkrafter uppstår när den positiva änden av en polär molekyl närmar sig den negativa änden av en annan polär molekyl. Kraften i sig beror på molekylernas närhet. Ju längre bort molekylerna är, desto svagare är dipol-dipolkrafterna. Kraften kan också öka med ökande polaritet.

Londons spridningskrafter kan uppstå mellan både icke-polära och polära kemiska arter. De kallas för att hedra sin upptäcker, Fritz London. Kraften i sig uppstår på grund av bildandet av omedelbara dipoler; dessa kan förklaras genom förflyttning av elektroner i den kemiska arten.

Omedelbara dipoler skapas när elektroner runt en kemisk art dras till kärnan hos en annan kemisk art. I allmänhet är Londons spridningskrafter större för större molekyler, eftersom större molekyler har fler elektroner. Stora halogener och ädla gaser har till exempel högre kokpunkter än små halogener och ädelgaser på grund av detta.

Vätebindningar förekommer mellan väteatomer i en polär bindning och odelade elektronpar på små elektronegativa joner eller atomer. Denna typ av intermolekylär kraft ses ofta mellan väteatomer och fluor, syre eller kväve. Vätebindningar finns i vatten och är ansvariga för vattnets höga kokpunkt.

Intermolekylära krafter kan ha en djup inverkan på de fysikaliska egenskaperna hos en kemisk art. Vanligtvis är höga kokpunkter, smältpunkter och viskositet förknippade med höga intermolekylära krafter. Även om de är mycket svagare än kovalenta och joniska bindningar, är dessa krafter av intermolekylär attraktion fortfarande viktiga för att beskriva beteendet hos kemiska arter.