Ван-дер-ваальсова связь

Водородная связь

Для возникновения водородных связей важно, чтобы в молекулах вещества были атомы водорода, связанные с небольшими, но электроотрицательными атомами, например: O, N, F. Это создает заметный частичный положительный заряд на атомах водорода. С другой стороны, важно, чтобы у электроотрицательных атомов были неподеленные электронные пары. Когда обедненный электронами атом водорода одной молекулы (акцептор) взаимодействует с неподеленной электронной парой на атоме N, O или F другой молекулы (донор), то возникает связь, похожая на полярную ковалентную.

Рис. 8. Водородные связи между молекулами воды (обозначены пунктиром).

Объемная модель, показывающая расположение молекул воды, связанных водородными связями.

Энергия водородной связи значительно меньше энергии обычной ковалентной связи. Однако этой энергии достаточно, чтобы вызвать ассоциацию молекул, то есть их объединение в димеры или полимеры. Именно ассоциация молекул служит причиной аномально высоких температур плавления и кипения таких веществ, как фтороводород, вода, аммиак.

Связь этого типа, хотя и слабее ионной и ковалентной связей, тем не менее играет очень важную роль во внутри- и межмолекулярных взаимодействиях. Водородные связи во многом обусловливают физические свойства воды и многих органических жидкостей (спирты, карбоновые кислоты, амиды карбоновых кислот, сложные эфиры).

Экспериментальным путем было определено, что молекулы, в которых внешние оболочки всех атомов заполнены, скажем, молекулы азота (N₂), хлора (Cl₂), аммиака (NH₃) и атомы инертных газов - He, Ne и т.д. также связываются друг с другом. Такие связи были названы в честь голландского физика Ян Дидерик Ван-дер-Ваальса. Это слабые МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ связи.Ван-дер-ваальсовы силы — силы межмолекулярного взаимодействия

Основу ван-дер-ваальсовых сил также составляют кулоновские силы взаимодействия между электронами и ядрами одной молекулы и ядрами и электронами другой. К ван-дер-ваальсовым силам относятся взаимодействия между диполями (постоянными и индуцированными). Название связано с тем фактом, что эти силы являются причиной поправки на внутреннее давление в уравнении состояния реального газа Ван-дер-Ваальса. Эти взаимодействия в основном определяют силы, ответственные за формирование пространственной структуры биологических макромолекул.

Дата добавления: 2013-12-13