Oddziaływania międzycząsteczkowe

Oddziaływania międzycząsteczkowe – inne niż wiązania chemiczne siły wiążące atomy i cząsteczki.

Do oddziaływań tych zalicza się (w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych):

-Oddziaływania jon-jon (elektrostatyczne) – zachodzą między dwiema różnoimiennie naładowanymi cząsteczkami; od wiązań jonowych różni je to, że ładunek w oddziałujących ze sobą cząsteczkach nie jest skoncentrowany na jednym atomie, lecz jest zdelokalizowany na kilku-kilkunastu atomach; siła ich oddziaływania jest proporcjonalna do 1/r2 (gdzie r – odległość między cząsteczkami); w przypadku ośrodka zawierającego inne ładunki (np. roztworu elektrolitu) efekt oddziaływania jest mniejszy; (zobacz też: para jonowa);

-Wiązania wodorowe – tworzą się, gdy atom wodoru z cząstkowym ładunkiem dodatnim jest współdzielony przez dwie cząsteczki, które posiadają atomy z cząstkowym ładunkiem ujemnym; wiązania wodorowe, jeśli występują w obrębie jednej cząsteczki, są często traktowane jak słabe wiązanie chemiczne; jeśli jednak wiąże ono dwie lub więcej cząsteczek, można je traktować jako oddziaływanie międzycząsteczkowe;

-Oddziaływania trwały dipol – trwały dipol – tworzą się między cząsteczkami posiadającymi trwałe momenty dipolowe; cząsteczki takie posiadają w jednych miejscach nadmiar ładunku ujemnego, a w innych jego niedomiar; oddziałują one ze sobą tak jak jony – tyle że oddziaływanie to jest słabsze, gdyż w grę wchodzą cząstkowe, a nie całkowite ładunki elektryczne, a także przyciąganiu pomiędzy ładunkami różnoimiennymi towarzyszy zawsze odpychanie pomiędzy ładunkami jednoimiennymi;

-Oddziaływania van der Waalsa – są to oddziaływania między trwałym dipolem i indukowanym (wzbudzonym) dipolem. W cząsteczkach, które nie posiadają trwałego momentu dipolowego, może on być wzbudzany przez cząsteczki z trwałym momentem; następnie taki wzbudzony dipol i trwały dipol oddziałują na siebie podobnie jak dwa trwałe dipole, tyle że znacznie słabiej; w cząsteczkach bez trwałego momentu dipolowego występują natomiast stochastyczne fluktuacje ich chmur elektronowych, powodujące powstawanie chwilowych momentów dipolowych; cząsteczka posiadająca chwilowy moment dipolowy może go wzbudzić w cząsteczce sąsiadującej, wskutek czego obie cząsteczki mogą się nawzajem chwilowo przyciągać lub odpychać. Uśrednienie sił odpychających i przyciągających daje w wyniku oddziaływanie przyciągające proporcjonalne do 1/r6; oddziaływania van der Waalsa wynikają m.in. z korelacji ruchów elektronów pomiędzy oddziałującymi atomami – dlatego w metodach obliczeniowych nieuwzględniających korelacji elektronowej sił tych praktycznie nie ma.
oddziaływania dyspersyjne, zwane też siłami dyspersyjnymi Londona (odpowiadające oddziaływaniu między dipolami indukowanymi).

Należy również uwzględnić fakt, że dla małych odległości pomiędzy atomami czy cząsteczkami pojawia się oddziaływanie odpychające pomiędzy powłokami elektronowymi, wynikające z obowiązywania zakazu Pauliego.
Wszystkie substancje (ciała stałe, ciecze, gazy) są zbudowane z cząsteczek lub atomów.
 Cząsteczki różnej substancji różnią się wielkością. Wielkość cząsteczek mierzymy w NANOMETRACH (1nm).

Siły międzycząsteczkowe działające między cząsteczkami tego samego rodzaju nazywamy siłami spójności.
Siły międzycząsteczkowe działające między cząsteczkami różnych ciał nazywamy siłami przylegania.
Siły międzycząsteczkowe działają na niewielkich odległościach.

Budowa cząsteczkowa gazów:
 -odległości są bardzo małe
 -słabo się przyciągają
 -poruszają się chaotycznie (szybko, zderzając się ze sobą)

 Budowa cząseczkowa cieczy:
 -odległości miedzy cząsteczkami są małe
 -niezbyt silnie się przyciągają
 -przemieszczają się swobodnie

 Budowa cząsteczkowa ciał stałych:
 -cząsteczki są bardzo blisko siebie
 -silnie się przyciągają
 -nie mogą się swobodnie poruszać wykonują drgania wokół stałych położen

W ciałach stałych o budowie krystalicznej cząsteczki są ułożone regularnie
-  stały – trudno zmienić objętość i kształt,
-  ciekły – trudno zmienić objętość, a kształt łatwo,
 - gazowy – łatwo zmienić objętość i kształt, ciało zajmuje całą dostępną mu przestrzeń

 Podsumowując ogólne wiasciwosci
Gazy:
- duże odległości pomiędzy cząsteczkami
- łatwo zmienić objętość
- ściśliwe i rozprężliwe
- bardzo słabe siły wzajemnego oddziaływania
- łatwo zmienić kształt
- przyjmuje kształt naczynia w którym się znajduje

Ciecze:
- odległości między cząsteczkami mniejsze niż gazów
- trudno zmienić objętość
- siły wzajemnego oddziaływania większe, ale nie tak duże żeby utrzymać kształt cieczy
- ciecze przyjmują kształt naczynia w którym się znajdują

Ciała stałe:
- odległości między cząsteczkami najmniejsze
- trudno zmienić objętość

Ciała stałe dzielimy na :
- o budowie krystalicznej
- o budowie bezpostaciowej

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz