Name: forces between molecules
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 3 min 13 s
Channel: JoVE

Moleküller arasında var olan moleküller arası kuvvetler, yükler, kısmi yükler ve geçici yükler arasındaki elektrostatik etkileşimlerden kaynaklanır. Tüm moleküller geçici yükler üretir. Elektronların değişen dağılımına bağlı olarak, elektron bulutunun bir bölgesindeki daha yüksek elektron yoğunluğu, anlık bir dipol veya geçici bir dipol ile sonuçlanır.Bu daha sonra komşu molekülde başka bir anlık dipolü indükler. Dipollerin domino etkisi, polar veya apolar tüm moleküller arasında var olan, dispersiyon kuvvetleri adı verilen zayıf moleküller arası çekici kuvvetlere yol açar. Örneğin su gibi bazı kovalent bileşikler, atomların elektronegatiflikteki farklılıklarının neden olduğu elektron bakımından zengin ve elektron açısından fakir bölgeler oluştururlar.Paylaşılan elektronların eşit olmayan dağılımı ve bileşiğin moleküler şekli kalıcı kısmi yükler yaratır ve aksi takdirde nötr olan bileşikte kalıcı bir dipol ile sonuçlanır bu da onu polar yapar. Kalıcı çift kutuplu moleküller Polar bileşikler olarak da adlandırılır bir molekülün pozitif ucunun, komşu molekülün negatif ucuyla elektrostatik olarak etkileşime girdiği dipol dipol kuvvetleriyle kendilerini hizalar. Polar bir bileşik flor, oksijen veya nitrojen gibi küçük, yüksek oranda elektronegatif bir atoma kovalent olarak bağlanmış bir hidrojen atomu içeriyorsa, atomlar daha büyük kısmi yükler sergileme eğilimindedir.Sonuç olarak, F-H, O-H veya N-H bağlarındaki hidrojen atomu, hidrojen bağı adı verilen özel bir dipol-dipol kuvveti türü aracılığıyla komşusundaki elektronegatif atomla güçlü bir şekilde etkileşime girer. Özellikle, hidrojen bağları dipol-dipol kuvvetlerinden daha güçlüdür ve hidrojen bağları oluşturabilen bileşikler daha yüksek erime ve kaynama noktaları sergiler. Üç moleküller arası kuvvet dispersiyon, dipol-dipol ve hidrojen bağları intramoleküler kuvvetlerle karşılaştırıldığında, nispeten zayıf ve farklı güçlerdedir.Hepsi van der Waals kuvvetleri olarak sınıflandırılırlar. Tüm moleküller arasında polar veya apolar, dispersiyon kuvvetleri varken, dipol-dipol kuvvetler ve hidrojen bağları sadece polar moleküller etrafında bulunur. Çözeltilere özel olan, moleküller arası en güçlü kuvvet olan iyon-dipol kuvvetidir.Sodyum klorür gibi iyonik bir bileşik, su gibi polar bir çözücü içinde çözüldüğünde, ayrışan iyonlar, çözücünün dipolleri ile güçlü iyon-dipol kuvvetleriyle etkileşime girer. Burada katyonlar, su moleküllerinin negatif uçlarıyla birleşirken, anyonlar pozitif uçlarla etkileşime girer.

moleküller arası kuvvetler

Intermolecular Forces

Atomlar ve moleküller, bağlar (veya kuvvetler) yoluyla etkileşir: molekül içi ve moleküller arası. Kuvvetler, yüklü türler (kalıcı, kısmi veya geçici yükler) arasındaki etkileşimlerden (çekici veya itici) ortaya çıktıkları ve iyonlar, polar, polar olmayan ve nötr moleküller arasında değişen güçlerde var oldukları için elektrostatiktir. Moleküller arası kuvvetlerin farklı türleri, iyon–dipol, dipol–dipol, hidrojen bağları ve dağılımdır; bunlar arasında, dipol–dipol, hidrojen bağları ve dağılım kuvvetleri nötr atomlar ve moleküller arasında bulunur ve topluca van der Waals kuvvetleri olarak bilinir.
 
 Dipol–dipol kuvvetler
 
 Polar moleküllerin bir ucunda kısmi bir pozitif yük ve molekülün diğer ucunda kısmi bir negatif yük vardır — dipol adı verilen bir yük ayrımı. HCl gibi polar bir molekülde, daha elektronegatif Cl atomu kısmi negatif yükü taşır, daha az elektronegatif H atomu ise kısmi pozitif yükü taşır. HCl molekülleri arasındaki çekici bir kuvvet, bir HCl molekülünün pozitif ucu ile diğerinin negatif ucu arasındaki çekimden kaynaklanır. Bu çekici kuvvete dipol–dipol çekim denir — bir polar molekülün kısmen pozitif ucu ile diğerinin kısmen negatif ucu arasındaki elektrostatik kuvvet.
 
 Dağılım Kuvvetleri
 
 Üç van der Waals kuvvetinden biri, maddeyi oluşturan atomların veya moleküllerin doğasına bakılmaksızın tüm yoğun fazlarda mevcuttur. Bu çekici kuvvete, 1928'de ilk kez açıklayan Alman doğumlu Amerikalı fizikçi Fritz London'un onuruna London dağılım kuvveti denir. Bu kuvvet genellikle basitçe dağılım kuvveti olarak adlandırılır. Bir atom veya molekülün elektronları sürekli hareket halinde olduğundan (veya alternatif olarak konumları kuantum-mekanik değişkenliğe tabidir), zamanın herhangi bir anında, bir atom veya molekül, elektronları dağıtılırsa geçici, anlık bir dipol geliştirebilir. asimetrik olarak. Bu dipolün varlığı, sırayla, komşu atom veya molekülün elektronlarını bozarak indüklenmiş bir dipol üretebilir. Bu iki hızlı dalgalanan, geçici dipol böylece türler arasında nispeten zayıf bir elektrostatik çekimle sonuçlanır — sözde bir dağılım kuvveti.
 
 Farklı moleküllerdeki atomlar arasında gelişen dispersiyon kuvvetleri, iki molekülü birbirine çekebilir. Ancak kuvvetler nispeten zayıftır ve yalnızca moleküller çok yakın olduğunda önemli hale gelir. Daha büyük ve daha ağır atomlar ve moleküller, daha küçük ve daha hafif atom ve moleküllerden daha güçlü dispersiyon kuvvetleri sergiler. F2 ve Cl2 oda sıcaklığındaki gazlardır (daha zayıf çekici kuvvetleri yansıtır); Br2 bir sıvıdır ve I2 bir katıdır (daha güçlü çekici kuvvetleri yansıtır).
 
 Hidrojen Bağları
 
 Nitrosil florür (ONF, moleküler kütle 49 amu), oda sıcaklığında bir gazdır, oysa su (H2O, moleküler kütle 18 amu), daha düşük bir moleküler kütleye sahip olmasına rağmen bir sıvıdır. Her iki molekül de yaklaşık aynı şekle sahiptir ve ONF daha ağır ve daha büyük moleküldür. Bu nedenle, daha önemli dağılım kuvvetlerine maruz kalması beklenmektedir. Ek olarak, kaynama noktalarındaki bu fark, moleküllerin dipol momentlerindeki farklılıklardan kaynaklanamaz. Her iki molekül de kutupludur ve karşılaştırılabilir dipol momentleri sergiler. Kaynama noktaları arasındaki büyük fark, bir molekül flor, oksijen veya nitrojen atomuna (en çok elektronegatif element) bağlı bir hidrojen atomu içerdiğinde meydana gelebilecek özellikle güçlü bir dipol–dipol çekiminden kaynaklanmaktadır. H atomu (2.1) ile bağlı olduğu atom arasındaki elektronegatiflikteki çok büyük fark (bir F atomu için 4.0, O atomu için 3.5 veya bir N atomu için 3.0), a'nın çok küçük boyutuyla birlikte H atomu ve F, O veya N atomlarının nispeten küçük boyutları, bu atomlarla yüksek oranda konsantre kısmi yüklere yol açar. F-H, O-H veya N-H parçalarına sahip moleküller, yakın moleküllerde benzer parçalara çok güçlü bir şekilde çekilir, özellikle güçlü bir dipol–dipol çekimi türü hidrojen bağı olarak adlandırılır. Hidrojen bağlarının örnekleri, hidrojen bağlarının noktalarla gösterildiği HF⋯HF, H2O⋯HOH ve H3N⋯HNH2'yi içerir.
 
  İyon–dipol kuvvetleri
 
 Bir iyon–dipol kuvveti, bir iyon ve bir dipol arasındaki elektrostatik çekimdir. Bu kuvvetler çözeltilerde yaygındır ve iyonik bileşiklerin suda çözünmesinde önemli bir rol oynar.
 
 KCl gibi iyonik bir bileşik, su gibi polar bir çözücüye eklendiğinde, katıdaki iyonlar ayrılır ve üniform olarak dağılır. İyon–dipol kuvvetleri, polar su moleküllerinin pozitif (hidrojen) ucunu katının yüzeyindeki negatif klorür iyonlarına çeker ve negatif (oksijen) uçları pozitif potasyum iyonlarına çeker. Su molekülleri, tek tek K+ ve Cl− iyonlarını çevreler, iyonları birbirine bağlayan güçlü interiyonik kuvvetleri azaltır (bir katı halinde) ve çözelti içinde çözünmüş iyonlar olarak hareket etmelerine izin verir. Elektrostatik çekimin üstesinden gelmek, iyonlar çözülmemiş bileşikteki sabit konumlardan çözelti içinde geniş çapta dağılmış, çözülmüş iyonlara geçerken seyreltik bir çözelti içindeki her hidratlanmış iyonun bağımsız hareketine izin verir.
 
 İyon–dipol etkileşimlerinin gücü, i) iyon üzerindeki yük ve ii) polar moleküllerin dipolünün büyüklüğü ile doğru orantılıdır.
 
 Bu metin bu kaynaktn uyarlanmıştır <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/10-introduction">Openstax, Chemistry 2e, Chapter 10: Liquids and Solids</a>.

Moleküller Arası Kuvvetler

Atomlar ve moleküller bağlar (veya kuvvetler) yoluyla etkileşime girer: molekül içi ve molekül içi. Kuvvetler, etkileşimlerden kaynaklandıkları için elektrostatiktir ...

Education

JoVE Core

Molecular Biology

Moleküler Biyoloji

Unit 1

Ünite 1

Biochemistry of the Cell

Hücre Biyokimyası

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

forces between molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids.

Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der Waals forces are also called dispersion forces or London dispersion forces.

These attractions help determine how molecules stick together and how they move past one another. In liquids, they influence flow and boiling behavior. In solids, they help shape the structure and stability of the material.

Forces Between Molecules

the periodic table and organismal elements

the-periodic-table-and-organismal-elements

Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

functional groups

Functional Groups in Organic Molecules

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way. Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the...

polymers

Polymer Structures and Uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

structure of lipids

Types of Lipids and Their Structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrate Structures and Types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form. The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units. Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in...

nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Explore the main intermolecular attractions, including dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces, for high school chemistry.

Forces Between Molecules | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Moleküler Biyoloji, hücrenin moleküler süreçlerini açık ve özlü animasyonlu video dersleriyle sergiler. Buna ek olarak, bilim insanı-eylem videolarında, bu kavramların uygulaması modern laboratuvarlarda gerçek deneylerle gösterilmektedir.

Forces Between Molecules

Description

Transcript

Tags