Intermolecular Forces

Intermoleculaire krachten, die tussen moleculen bestaan, zijn afkomstig van elektrostatische interacties tussen ladingen, gedeeltelijke ladingen en tijdelijke ladingen. Alle moleculen produceren tijdelijke ladingen. Vanwege de variërende verdeling van elektronen, resulteert een hogere elektronendichtheid in een gebied van de elektronenwolk in een instantane dipool of een tijdelijke dipool.

Dit induceert vervolgens een andere instantane dipool in het naburige molecuul. Het domino-effect van dipolen veroorzaakt zwakke intermoleculaire aantrekkingskrachten, dispersiekrachten genaamd, die tussen alle moleculen bestaan, of ze nu polair of niet-polair zijn. Sommige covalente verbindingen, zoals water, vertonen bijvoorbeeld elektronenrijke en elektronenarme gebieden die worden veroorzaakt door de verschillen in elektronegativiteit van de atomen.

De ongelijke verdeling van gedeelde elektronen en de moleculaire vorm van de verbinding creëren permanente partiële ladingen, wat resulteert in een permanente dipool in de verder neutrale verbinding, waardoor deze polair wordt. Moleculen met permanente dipolen ook wel polaire verbindingen genoemd richten zich op elkaar via dipool-dipoolkrachten, waarbij het positieve uiteinde van één molecuul elektrostatisch in wisselwerking staat met het negatieve uiteinde van het naburige molecuul. Als een polaire verbinding een waterstofatoom bevat dat covalent is gebonden aan een klein, sterk elektronegatief atoom zoals fluor, zuurstof of stikstof, hebben de atomen de neiging grotere partiële ladingen te vertonen.

Bijgevolg werkt het waterstofatoom in F-H-O-H-of N-H-bindingen sterk samen met het elektronegatieve atoom op zijn buur door een speciaal type dipool-dipoolkracht, een waterstofbrug genaamd. Met name waterstofbruggen zijn sterker dan dipool-dipoolkrachten, en verbindingen die waterstofbruggen kunnen vormen, vertonen hogere smelt-en kookpunten. De drie intermoleculaire krachten dispersie, dipool dipool en waterstofbruggen zijn, in vergelijking met intramoleculaire krachten, relatief zwak, met verschillende sterktes.

Ze worden gezamenlijk geclassificeerd als Vanderwaalskrachten. Hoewel er verspreidingskrachten aanwezig zijn tussen alle moleculen, polair of niet-polair, bestaan dipool-dipoolkrachten en waterstofbruggen alleen rond polaire moleculen. Exclusief voor oplossingen is de ion-dipoolkracht, de sterkste intermoleculaire kracht.

Wanneer een ionische verbinding zoals natriumchloride wordt opgelost in een polair oplosmiddel zoals water, interageren de gedissocieerde ionen met de dipolen van het oplosmiddel via sterke ion-dipoolkrachten. Hier associëren de kationen zich met de negatieve uiteinden van de watermoleculen, terwijl de anionen een interactie aangaan met de positieve uiteinden.