分子間力

分子間に存在する分子間力は、電荷、部分電荷、および一時的な電荷の間の静電相互作用から発生します。

すべての分子は一時的な電荷を生成します。電子の分布が異なるため、電子雲の1つの領域で電子密度が高くなると、瞬間的な双極子、または一時的な双極子が発生します。

これにより、その後、隣接する分子に別の瞬間的な双極子が誘導されます。双極子のドミノ効果は、分散力と呼ばれる弱い分子間引力を生み出し、極性か非極性かにかかわらず、すべての分子間に存在します。

たとえば、水のような一部の共有化合物は、原子の電気陰性度の違いによって引き起こされる電子リッチ領域と電子プルーフ領域を示します。

共有電子の不均一な分布と化合物の分子形状により、永久的な部分電荷が生成され、それ以外の点では中性の化合物に永久的な双極子が生じ、極性になります。

永久双極子を持つ分子(極性化合物とも呼ばれる)は、双極子-双極子力によって整列し、1つの分子の正の末端が隣接する分子の負の末端と静電的に相互作用します。

極性化合物に、フッ素、酸素、窒素などの電気陰性度の高い小さな原子に共有結合した水素原子が含まれている場合、原子はより大きな部分電荷を示す傾向があります。

その結果、F-H、O-H、またはN-H結合の水素原子は、水素結合と呼ばれる特殊なタイプの双極子-双極子力を介して、隣接する電気陰性原子と強く相互作用します。

特に、水素結合は双極子-双極子力よりも強く、水素結合を形成できる化合物はより高い融点と沸点を示します。

分散、双極子-双極子結合、水素結合の3つの分子間力は、分子内力と比較して比較的弱く、強度も異なります。それらは総称してファンデルワールス軍として分類されます。

分散力はすべての分子間に存在しますが、極性または非極性、双極子-双極子力、および水素結合は極性分子の周囲にのみ存在します。

解専用なのは、最も強い分子間力であるイオン-双極子力です。塩化ナトリウムのようなイオン性化合物を水のような極性溶媒に溶解すると、解離したイオンは強いイオン-双極子力を介して溶媒の双極子と相互作用します。

ここでは、陽イオンは水分子の負の末端と結合し、陰イオンは正の末端と相互作用します。