Водородная связь. Полная энергия межмолекулярного взаимодействия

Полная энергия межмолекулярного взаимодействия

Все составляющие вандерваальсовых сил обратно пропорциональны расстоянию в шестой степени между взаимодействующими молекулами. На малых расстояниях между молекулами, когда электростатическое отталкивание ядер и электронов превалирует над электростатическим притяжением, проявляется действие сил отталкивания. На существование сил отталкивания указывает малая сжимаемость жидкостей и твердых тел. Лондон установил, что силы отталкивания обратно пропорциональны расстоянию между молекулами в двенадцатой степени.

Таким образом, полная энергия межмолекулярного взаимодействия может быть представлена в виде алгебраической суммы двух слагаемых:

где а и b - константы, характеризующие энергию притяжения и отталкивания соответственно.

Вандерваальсовому взаимодействию свойственна невысокая энергия, соизмеримая с энергией теплового движения молекул, т. е. она примерно на порядок ниже, чем энергия химической связи. Эти силы отличает от ковалентных сил отсутствие направленности и насыщаемости, и проявляются они на значительных расстояниях.

Промежуточный характер между межмолекулярным взаимодействием и ковалентной связью имеет водородная связь. Она возникает между положительно поляризованным атомом водорода одной молекулы и отрицательно поляризованным атомом с большей электроотрицательностью другой молекулы. Положительно поляризованный атом водорода обладает уникальными свойствами: очень малым размером и отсутствием внутренних электронных слоев, поэтому он может легко проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. В результате между двумя молекулами возникает взаимодействие, которое носит электростатический и частично донорно-акцепторный характер.

Водородная связь условно записывается в виде трех точек и изображается так:

Дата добавления: 2013-12-12