Силы межмолекулярного взаимодействия

Основные виды межмолекулярного взаимодействия.

Металлическая связь

Атомы металлов на внешнем энергетическом уровне содержат малое число электронов и обладают большим радиусом. Поэтому они легко отдают наружные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Оторвавшись от атомов, электроны перемещаются между положительно заряженными ионами металлов, находящихся в узлах кристаллической решетки. Таким образом, металл можно рассматривать как плотно упакованную структуру из положительно заряженных ионов, связанных друг с другом коллективизированными электронами (электронным газом).

Металлическая связь - это связь между положительно заряженными ионами металлов и делокализованными электронами, принадлежащими всему объему металлического кристалла.

В чистом виде металлическая связь проявляется только для металлов I, II групп, т.к. количество валентных электронов и электронов проводимости у них одно и тоже.

Для металлов III - VIIIгрупп связь в кристаллических решетках будет смешанной (ковалентно - металлической или ковалентно – ионно - металлической).

Между молекулами может осуществляться как электростатическое так и донорно - акцепторное взаимодействие.

Силы межмолекулярного взаимодействия, возникающие без передачи атомами электронов, носят название ван-дер-ваальсовых сил.

Изучение электростатического межмолекулярного взаимодействия имеет большое значение для исследования свойств и структуры газов, жидкостей и твердых веществ. Ван-дер-ваальсовы силы обусловливают притяжение молекул и агрегацию вещества, превращение газообразного вещества в жидкое и далее в твердое состояние.

По сравнению с ковалентной связью ван-дер-ваальсово взаимодействие очень слабо.

Ван-дер-ваальсово взаимодействие молекул рассматривается, как результат трёх эффектов: ориентационного, индукционного и дисперсионного.

Наиболее универсально (т.е. проявляется в любых случаях) дисперсионное, так как оно обусловлено взаимодействием молекул друг с другом за счет их мгновенных микродиполей (рис. 15а). При сближении молекул ориентация микродиполей перестает быть независимой, и их появление и исчезновение в разных молекулах происходит в такт друг другу. Синхронное появление и исчезновение микродиполей разных молекул сопровождается их притяжением. При отсутствии синхронности в появлении и исчезновении микродиполей происходит отталкивание.

Ориентационное (диполь-дипольное) взаимодействие проявляется между полярными молекулами (рис. 15б), В результате беспорядочного теплового движения молекул при их сближении друг с другом одноименно заряженные концы диполей взаимно отталкиваются, а противоположно заряженные притягиваются. Чем более полярны молекулы, тем сильнее они притягиваются и тем самым больше ориентационное взаимодействие.

Индукционное взаимодействие молекул осуществляется за счет их индуцированных диполей (рис. 15в). Допустим, что встречаются полярная и неполярная молекулы. Под действием полярной молекулы неполярная молекула деформируется и в ней возникает (индуцируется) диполь. Индуцированный диполь притягивается к постоянному диполю полярной молекулы и в свою очередь усиливает электрический момент диполя полярной молекулы.

Индукционное взаимодействие тем больше, чем больше момент диполя и поляризуемость молекулы.

Рис. 16. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия молекул: а - дисперсионное; б - ориентационное (диполь - дипольное); в - индукционное.

Дата добавления: 2013-12-14