Forces intermoléculaires vs intramoléculaires

Des substances chimiques se forment lorsque des atomes ou des ions interagissent électrostatiquement. Par exemple, un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène se lient d'une manière covalente pour former une molécule d'eau. De telles forces de liaison qui maintiennent les atomes ensemble dans une molécule sont appelées des forces intramoléculaires.

Les forces intramoléculaires dictent les propriétés chimiques comme la stabilité et les types de liaisons chimiques. Les trois principaux types sont les liaisons ioniques, covalentes et métalliques. Une liaison ionique est formée par le transfert d'électrons de valence d'un métal à un atome non métallique, qui entraîne une attraction électrostatique entre les ions de charge opposée.

Une liaison covalente est formée lorsque des atomes non métalliques partagent leurs électrons de valence. Enfin, la liaison métallique résulte de l'interaction entre le réseau d'ions métalliques positifs et un groupe commun d'électrons de valence délocalisés. Cependant, les interactions électrostatiques n'existent pas seulement dans une molécule, mais aussi entre les molécules.

Par exemple, dans l'eau qu'elle soit solide, liquide, ou gazeux les molécules interagissent par des interactions, non-liantes électrostatiques dictant l'état de la matière. Ces interactions appelées forces intermoléculaires influencent diverses propriétés physiques, telles que les points de fusion et d'ébullition. Les forces intermoléculaires peuvent être classées en plusieurs types.

De puissantes forces ion-dipôle se produisent entre les ions et les molécules polaires;des forces dipôle-dipôle existent entre les molécules polaires, la liaison hydrogène étant un type spécial de force dipôle-dipôle et enfin, le plus faible de tous les forces de dispersion existent dans toutes les molécules, polaires et non polaires, et sont le résultat de dipôles temporaires. Les forces intermoléculaires sont faibles car des charges petites ou partielles interagissent sur de grandes distances, par rapport aux forces intramoléculaires, qui sont fortes en raison d'importantes interactions sur de courtes distances. Par exemple, dans l'eau liquide, les molécules sont séparés par une distance moyenne d'environ 300 picomètres, caractéristique des forces intermoléculaires comparativement plus faibles.

Par conséquent, il faut chauffer l'eau à seulement 100 degrés Celcius pour franchir ces forces intermoléculaires et faire passer les molécules d'eau en phase liquide à la phase vapeur. En revanche, la longueur de la liaison O H dans l'eau est de 96 picomètres, ce qui caractérise les liaisons intramoléculaires plus fortes. Il faut chauffer l'eau à environ 1000 degrés Celcius, bien plus que son point d'ébullition, pour rompre cette liaison intramoléculaire.