А. ОРИЕНТАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ИЛИ ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – электростатическое взаимодействие полярных молекул при сближении (рис.а

 

 

Силы Ван-дер-Ваальса (голланд.ученый, 1873 г.) – силы межмолекулярного взаимодействия (взаимодействия между молекулами), проявляющиеся на расстояниях, превосходящих размеры частиц.

 

а. ОРИЕНТАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ИЛИ ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – электростатическое взаимодействие полярных молекул при сближении (рис.а)

Е_ор увеличивается с увеличением m_мол и уменьшением расстояния между молекулами.

b. индукционная составляющая - электростатическое взаимодействие полярной и неполярной молекул (рис. b). Диполи, действуя на неполярные молекулы, превращают их в индуцированные (наведенные) диполи. Еинд увеличивается с увеличением mмол , уменьшением расстояния между молекулами и увеличением поляризуемости неполярной молекулы. Еинд <Еор

Чем выше температура, тем Е_ор –меньше.

 

 

c. дисперсионная составляющая(эффект Лондона)

-электростатическое взаимодействие мгновенных диполей, возникающих за счет флуктуации электрической плотности между неполярными молекулами (рис.с). В результате согласованного (синхронного) движения мгновенных диполей энергия системы понижается.

Е_дис – энергия взаимодействия мгновенных диполей пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между центрами частиц.

Для неполярных молекул - дисперсионная –единственная из составляющих вандерваальсовых сил.

В системе, состоящей из:

◄ полярных молекул:

åЕ_в = Е_ор + Е_инд + Е_дис

◄ полярных и неполярных молекул:

åЕ_в = Е_инд + Е_дис

◄ неполярных молекул:

åЕ_в = Е_дис

вещество	mдиполя	Поляризуемость, М3×1030	Энергия взаимодействия, кДж/моль	Ткип,К
ориентационная	Индукционная	Дисперсионная	Суммарная
H2 Ar Xe HCl HBr HI NH3	1,03 0,78 0,38 1,52	0,8 1,64 4,16 2,64 3,62 5,42 2,23	3,3 1,1 0,6 13,3	1,0 0,70 0,3 1,5	0,17 8,5 18,4 16,8 28,5 60,6 14,7	0,17 8,5 18,4 21,1 30,3 61,5 29,5	20,2 239,6

 

Aring;Ев – на 1-2 порядка ниже Е хим.св.→ Таблица.

С увеличением размера молекул в ряду Аr – Хе и НСl – НI растет их поляризуемость и Е_дис →Таблица.

Еор вносит значительный вклад в åЕв для молекул с большим mдип. → Таблица.

С увеличением åЕ_в возрастет Т_кип жидкостей, а также теплота их парообразования. → Таблица.

 

	Взаимодействие между положительно поляризованным водородом молекулы А – Н (или полярной группы – А – Н) и электроотрицательным атомом В другой или той же молекулы называется водородной связью.

 

М е ж м о л е к у л я р н а я внутримолекулярная

Межмолекулярная Н-связь

А – Н + В – R ® А – Н….В – R

водород способен глубоко внедряться в электронную оболочку соседнего отрицательно поляризованного атома.

Атомы А и В могут быть одинаковыми

 

Нd+-Fd- + Нd+-Fd- ® H-F….H-F

могут быть разными

Внутримолекулярная Н-связь

    ► Энергия водородной связи ЕН-свимеет промежуточное значение между энергией ковалентной связи Е хим.св.и…

ДОНОРНО – АКЦЕПТОРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ

 

Осуществляется, если одна из молекул имеет атом со свободными орбиталями, а другая – атом с внешней парой неподеленных электронов.

Пример:

Между различными молекулами

:NH₃ + BF₃ = NH₃^.BF₃

Суммарная валентность азота равна 4 и бора равна 4.

Между одинаковыми молекулами

AlCl₃ + AlCl₃ = Al₂Cl₆

 

ВЫВОД: Таким образом между молекулами существуют неспецифические (силы Ван дер Вальса) и специфические (водородные связи, донорно-акцепторные) взаимодействия.