11.2
Substancje chemiczne powstają, gdy atomy lub jony oddziałują elektrostatycznie.
Na przykład jeden atom tlenu i dwa atomy wodoru łączą się kowalencyjnie, tworząc cząsteczkę wody. Takie siły wiązania, które utrzymują atomy razem w cząsteczce, nazywane są siłami wewnątrzcząsteczkowymi.
Siły wewnątrzcząsteczkowe dyktują właściwości chemiczne, takie jak stabilność i rodzaje wiązań chemicznych. Trzy podstawowe typy to wiązania jonowe, kowalencyjne i metaliczne.
Wiązanie jonowe powstaje w wyniku przeniesienia elektronów walencyjnych z metalu na atom niemetalu, co powoduje przyciąganie elektrostatyczne między przeciwnie naładowanymi jonami.
Wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy atomy niemetalu dzielą swoje elektrony walencyjne.
Wreszcie, wiązanie metaliczne wynika z interakcji między układem jonów metali dodatnich a wspólną pulą zdelokalizowanych elektronów walencyjnych.
Jednak oddziaływania elektrostatyczne zachodzą nie tylko w cząsteczce, ale także między cząsteczkami.
Na przykład w wodzie – czy to stałej, ciekłej czy gazowej – cząsteczki oddziałują poprzez elektrostatyczne, niewiążące oddziaływania dyktujące stan materii. Oddziaływania te nazywane są siłami międzycząsteczkowymi i wpływają na różne właściwości fizyczne, takie jak temperatura topnienia i wrzenia.
Siły międzycząsteczkowe można podzielić na kilka typów. Silne siły jonowo-dipolowe występują między jonami a cząsteczkami polarnymi; Między cząsteczkami polarnymi istnieją siły dipol-dipol, przy czym wiązanie wodorowe jest szczególnym rodzajem siły dipol-dipol; I wreszcie najsłabsza ze wszystkich – siły dyspersyjne – występują we wszystkich cząsteczkach, polarnych i niepolarnych, i są wynikiem tymczasowych dipoli.
Siły międzycząsteczkowe są słabe, ponieważ małe lub częściowe ładunki oddziałują na duże odległości, w porównaniu z siłami wewnątrzcząsteczkowymi, które są silne ze względu na duże oddziaływania elektrostatyczne na krótkich odległościach.
Na przykład w ciekłej wodzie cząsteczki są oddzielone średnią odległością około 300 pikometrów, co jest charakterystyczne dla stosunkowo słabszych sił międzycząsteczkowych.
W związku z tym potrzeba podgrzania wody do zaledwie 100 °C, aby pokonać te siły międzycząsteczkowe i przejść cząsteczki wody w fazie ciekłej w fazę parową.
W przeciwieństwie do tego, długość wiązania O-H w wodzie wynosi 96 pikometrów, co jest charakterystyczne dla silniejszych wiązań wewnątrzcząsteczkowych. Potrzeba podgrzania wody do około 1000 °C, znacznie powyżej jej temperatury wrzenia, aby zerwać to wewnątrzcząsteczkowe wiązanie.
Siły międzycząsteczkowe (IMF) to przyciągania elektrostatyczne powstające w wyniku interakcji ładunek-ładunek pomiędzy cząsteczkami. Na siłę oddziaływ…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.