分子间作用力
- 分子共价化合物中分子之间没有共价键。然而,这些分子之间存在着吸引力,当物质融化和煮沸时,必须克服这些吸引力
- 这些力被称为分子间作用力
- 主要有三种类型分子间作用力:
- 伦敦(分散)部队
- 取向的吸引力
- 氢键
伦敦(色散)力
- 原子中的电子不是静止的;他们处于不断运动的状态
- 因此,在任何给定的时间,电子的分布很可能不是完全对称的——在原子的一边可能有少量的剩余电子
伦敦(分散)力
- 这被称为a暂时的偶极子
- 它只持续很短的时间,因为电子一直在运动
- 暂时的偶极子不断地出现和消失
- 现在考虑一个相邻原子。这个原子上的电子被偶极子的负极部分排斥,被正极子部分吸引,并相应地移动
- 这是一个临时诱导偶极子
- 这两个原子之间产生了吸引力,这被称为伦敦(色散)力,以德国化学家弗里茨·伦敦命名
- 伦敦(色散)力存在于所有原子和分子之间,尽管它们可能很弱
- 它们是所有化合物都能液化和凝固的原因
- 伦敦(色散)力其强度在1kjmol之间-1和50 kJmol-1.
- 的力量伦敦(色散)力分子之间取决于两个因素:
-
- 分子中电子的数量
- 分子的表面积
电子数
- 分子中电子的数量越多,发生扭曲的可能性就越大,因此临时偶极子的频率和大小也就越大
- 分子间的分散力较强,熔点和沸点较大
- 的[弹出窗口id="1iji1iYH5LAecIpp" label="蒸发焓”)惰性气体的沸点说明了这个因素:
随着电子数量的增加,需要更多的能量来克服惰性气体原子之间的吸引力
表面积
- 一个分子的表面积越大,它与相邻分子的接触就越多
- 它在邻近分子中诱导偶极子的能力越大,则越容易伦敦(色散)力熔点和沸点越高
- 这一点可以通过比较不同的例子来说明同分异构体电子的:含有相同数量电子的:
具有相同电子数但表面积不同的分子的沸点
取向atttractions
- 临时偶极子存在于所有分子中,但在某些分子中也存在偶极子永久偶极子
- 除了伦敦(色散)力由临时偶极子引起的,具有永久偶极子的分子也会相互吸引永久偶极-偶极键
一个极性分子的负端会被相邻极性分子的正端吸引
- 这是一种吸引永久偶极子在一个分子上永久偶极子在另一个。
- 取向成键通常会导致化合物的沸点略高于仅由临时偶极子产生的预期
- 它稍微增加了分子间吸引的强度
- 的影响取向成键可以看出,通过比较不同物质的熔点和沸点应该有哪些伦敦(分散)部队强度相当
比较丁烷和丙烷
- 对于小分子相同数量的电子,偶极引力是更强的比色散力
- 丁烷和丙烷的电子数相同
- 丁烷是一种非极性分子,只有色散力
- 丙酮是极性分子,具有偶极-偶极引力和色散力
- 因此,打破丙烷分子间的分子间力比打破丁烷分子间的分子间力需要更多的能量
- 结果是丙酮的沸点比丁烷高比较具有永久偶极子和临时偶极子的物质在电子数量相等的小分子中
氢键
- 氢键是最强的类型的分子间作用力
- 氢键是一种特殊的永久偶极子-永久偶极子成键
- 要形成氢键,需要以下条件:
- 一种具有O或N或F(非常的电负性)原子与可用的孤对的电子
- 一个氢连着O,N或F
- 当氢和an成共价键时的电负性Atom,例如O或N化学键会变得非常高两极分化
- H变成这样δ+电荷使它能与孤对一个O或N原子在另一个分子中
电负性原子O或N对与氢共价键中的电子有更强的拉力,导致键变得极化
- 氢键用H和N/O/F元素之间的点或破折号表示
- 氢键的数量取决于:
- 分子中附在O或N上的氢原子数
- 的数量孤独的双在O或N上
氨每个分子最多能形成一个氢键
水每个分子最多能形成两个氢键
O和H原子之间的极性共价键是分子内力,分子之间的永久偶极子力是分子间力,因为它们是一种范德华力
考试技巧
术语“伦敦(色散)力”是指存在于任何原子或原子团之间的瞬时诱导偶极子诱导偶极子力,应用于非极性物种。你可能会对“范德华力”这个术语感到好奇:它是一个包容性的术语,指的是偶极-偶极,偶极诱导偶极和伦敦(色散)力