Download ppt - Διαμοριακές δυνάμεις

Ζέττα Ανδριοπούλου Χημικός 1

Δ Ι Α Μ Ο Ρ Ι Α Κ Ε ΣΔ Ι Α Μ Ο Ρ Ι Α Κ Ε ΣΔ Υ Ν Α Μ Ε Ι ΣΔ Υ Ν Α Μ Ε Ι Σ


Είναι οι ελκτικές δυνάμεις ηλεκτροστατικής φύσης που ασκούνται μεταξύ ίδιων ή διαφορετικών μορίων

Διαμοριακές δυνάμεις

Οι διαμορικές δυνάμεις είναι ασθενέστερες από τις ενδομοριακές


Διαμοριακές δυνάμεις

Δεσμός υδρογόνου

Δεσμός ιόντος-διπόλου

Van der Waals

Διπόλου-διπόλου Διασποράς (London)

Είδη διαμοριακών δυνάμεων


Τι είναι ηλεκτρικό δίπολο;

Γιατί το μόριο του HCl είναι πολικό;

Άλλα πολικά μόρια.

Μη πολικά μόρια.


Το ηλεκτρικό δίπολο είναι ένα σύστημα δύο αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων (+q, -q) που βρίσκονται σε απόσταση r μεταξύ τους.

Μέτρο της πολικότητας ενός διπόλου

αποτελεί η ΔΙΠΟΛΙΚΗ ΡΟΠΗ

Ηλεκτρικό δίπολο

δ + δ -

μ

μ = q∙r

Η διπολική ροπή μ είναι διανυσματικόμέγεθος μεδιεύθυνση τη διάκεντρο των ατόμων καιφορά από το δ+ προς το δ-

επιστροφή


Διατομικά μόρια που αποτελούνται από διαφορετικά άτομα (δηλ. με διαφορετική ηλεκτραρνητικότητα) π.χ. HF, CO κ.λ.π. αλλά και πολυατομικά μόρια με πολωμένους δεσμούς και την κατάλληλη στερεοχημική δομή π.χ. Η2Ο, ΝΗ3, HCHO, CH3OH κ.λ.π.

Πολικά μόρια μ ≠ 0

Όσο μεγαλύτερη είναι η διπολική ροπή των μορίων, τόσο ισχυρότερες είναι οι δυνάμεις διπόλου-διπόλου, με την προϋπόθεση τα μόρια να έχουν την ίδια μάζα και όγκο.

επιστροφή


Το μόριο του HCl



Στερεό HCl



Υγρό HCl

επιστροφή


Μη πολικά μόρια

Διατομικά μόρια αποτελούμενα από ίδια άτομα (π.χ. Ο2, Cl2) ή

πολυατομικά μόρια με πολωμένους δεσμούς και την κατάλληλη

στερεοχημική δομή (π.χ. CO2, CH4, CCl4, C2H6, C3H8 κ.λ.π.).

C4H10

C3H8

CO2


Είναι το μόριο του CHCl3 πολικό;

CH4

CCl4

CHCl3

Μη πολικά μόρια

επιστροφή


Το νερό είναι ένα πολικό υγρό και γι' αυτό έλκεται προς την ηλεκτρικά φορτισμένη ράβδο.

Ο τετραχλωράνθρακας, CCl4, είναι ένα μη πολικό υγρό και δεν έλκεται προς τη γυάλινη ράβδο


Ένα μη πολικό άτομο ή μόριο μπορεί να μετατραπεί σε στιγμιαίο (παροδικό) δίπολο εξαιτίας:

• Της τυχαίας μετακίνησης των ηλεκτρονίων του

• Επαγωγικά, εξαιτίας της παρουσίας κοντά του ενός πολικού σωματιδίου (μονίμου ή παροδικού διπόλου).

Παροδικά δίπολα – Δυνάμεις London


Παροδικά δίπολα

• Μεταξύ παροδικών διπόλων ή μονίμου διπόλου και

παροδικού διπόλου ασκούνται διαμοριακές δυνάμεις

που χαρακτηρίζονται ως δυνάμεις διασποράς ή

δυνάμεις London.

• Θεωρείται ότι οι δυνάμεις London εμφανίζονται σε

όλα τα μόρια, ανεξάρτητα αν είναι πολικά μόρια ή

όχι.


Το ηλεκτρονικό νέφος του ατόμου μπορεί να παραμορφωθεί έτσι ώστε μέρος του ατόμου να εμφανίζεται λιγάκι πιο αρνητικό από το υπόλοιπο και κατά συνέπεια να διαθέτει κάποια διπολική ροπή στιγμιαίο δίπολο

Αν το άτομο αυτό βρεθεί κοντά σε ένα δεύτερο άτομο Ne, τότε τα ηλεκτρόνια του 2ου ατόμου απωθούνται. Δημιουργείται τότε ένα στιγμιαίο δίπολο εξ επαγωγής και εμφανίζεται μια ελκτική δύναμη ανάμεσά τους δύναμη διασποράς

Η κίνηση των ηλεκτρονίων στα άτομα έχει αλλάξει αλλά αυτό γίνεται ταυτόχρονα και στα δύο άτομα με αποτέλεσμα τη διατήρηση της ελκτικής δύναμης ανάμεσά τους

Παροδικά δίπολα

Ne

10+

δ+ δ-

Ne

10+

δ+ δ-

Ne

10+

δ+ δ-

Ne

10+

δ- δ+

Ne

10+

δ- δ+


Δυνάμεις μεταξύ παροδικών διπόλων

Όσο μεγαλύτερο είναι το άτομο ή το μόριο τόσο ευκολότερο είναι να μετατραπεί σε παροδικό δίπολο και τόσο ισχυρότερες οι δυνάμεις διασποράς.Παράδειγμα οι δυνάμεις μεταξύ γειτονικών μορίων Ι2 στο στερεό

ιώδιο.

Τα ευθύγραμμα μη πολικά μόρια εμφανίζουν ισχυρότερους διαμοριακούς δεσμούς από τα σφαιρικά (διακλαδισμένα) μη πολικά μόρια ίδιου Μr


Δυνάμεις μεταξύ διπόλου-παροδικού διπόλου

επιστροφή

Μη πολικό μόριο Επαγόμενο δίπολο

Μόνιμο δίπολο Μόνιμο δίπολο


Δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου

Είναι ειδική μορφή δύναμης διπόλου - διπόλου και εμφανίζεται στις ενώσεις, όπου άτομο Η είναι ενωμένο ομοιοπολικά με άτομο ενός πολύ ηλεκτραρνητικού στοιχείου με μικρό μέγεθος F,Ο,N


Δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου

Πρόκειται για την έλξη ανάμεσα στο Η ενός μορίου και στο ηλεκτραρνητικό στοιχείο F, Ο, N ενός γειτονικού μορίου.

Συνήθως δηλώνεται με τρεις τελείες (…)


Συνέπειες δεσμού υδρογόνου

Εξαιτίας των δεσμών Η το νερό παρουσιάζει καποιες ιδιομορφίες στις ιδιότητές του όπως

π.χ. ότι ο πάγος επιπλέει στο νερό

Δεσμοί Η στον πάγο


Συνέπειες δεσμού υδρογόνουΤα αυξημένα σ.β. του H2O, HF, NH3 σε σχέση με τα υδρίδια των υπολοίπων στοιχείων των

ομάδων τους


Η μεγάλη διαλυτότητα που έχουν τα κατώτερα μέλη των αλκοολών και καρβοξυλικών οξέων στο νερό

Τα υψηλά σημεία βρασμού που

παρουσιάζουν τα κατώτερα μέλη

των αλκοολών σε σύγκριση με τους

αιθέρες με ίδιες ή παραπλήσιες

σχετικές μοριακές μάζες.

Ο ασθενής όξινος χαρακτήρας του

HF.



Η μεγάλη αντοχή του ναϋλον.



Η ελικοειδής δομή των πρωτεϊνών



Δεσμοί υδρογόνου

Δεσμοί υδρογόνου σε βιομόριο mRNA


Δεσμοί ιόντος-διπόλου

Εμφανίζονται μεταξύ

ενός κατιόντος

π.χ. Na+

ή ανιόντος π.χ. Cl-

και ενός πολικού

μορίου

π.χ. Η2Ο ή ΝΗ3


Δεσμοί ιόντος- διπόλου

Η ισχύς τους εξαρτάται από το μέγεθος

και το φορτίο του ιόντος καθώς και από

το μέγεθος και τη διπολική ροπή του

μορίου.

Παραδείγματα τέτοιου είδους δεσμών

αποτελούν τα εφυδατωμένα ιόντα και τα

σύμπλοκα ιόντα.


Δεσμοί ιόντος- διπόλου


Σχετική ισχύς διαμοριακών δυνάμεων


Αναζήτηση του είδους των ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ σωματιδίων


Συνέπειες των διαμοριακών δυνάμεων στις ιδιότητες των ουσιών

Διαλυτότητα

Μία ουσία διαλύεται σε μία άλλη, όταν η ισχύς των διαμοριακών δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ

διαλυμένης ουσίας και διαλύτη υπερβαίνει την αντίστοιχη αυτών των μορίων διαλύτη - διαλύτη και

διαλυμένης ουσίας - διαλυμένης ουσίας.

΄Ετσι, τα όμοια διαλύουν όμοια, δηλαδή οι πολικές ενώσεις διαλύονται σε πολικούς διαλύτες (π.χ.

αιθανόλη σε νερό) και οι μη πολικές σε μη πολικούς διαλύτες (π.χ. εξάνιο σε τετραχλωράνθρακα).


Σημείο βρασμούΓια ενώσεις με ίδιο ή παραπλήσιο μοριακό βάρος, όσο αυξάνει η ισχύς των διαμοριακών δυνάμεων τόσο αυξάνει και το σημείο βρασμού.

Π.χ. το σημείο βρασμού του Η2Ο (Mr=18) είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του CH4 (Mr=16)

Συνέπειες των διαμοριακών δυνάμεων στις ιδιότητες των ουσιών