Межмолекулярное взаимодействие.
Химическая связь.
Метод молекулярных орбиталей
Дисперсионное взаимодействие обусловлено взаимодействием молекул друг с другом за счет их мгновенных микродиполей. Это взаимодействие универсально, т. е. действует между всеми атомами и молекулами независимо от их строения. Оно практически полностью определяет взаимное притяжение молекул в веществах неполярных и со слабо поляризуемыми молекулами (Н2, N2, Не). Чем более полярна или поляризуема… Читать ещё >
Межмолекулярное взаимодействие. Химическая связь. Метод молекулярных орбиталей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Это взаимодействие молекул подразделяется на ориентационное, индукционное и дисперсионное.
1) Ориентационное (или диполь-дипольное) взаимодействие проявляется между полярными молекулами (постоянными диполями), например, НСl, H2O, Н2S и другие.
Полярные молекулы при сближении друг с другом ориентируются друг относительно друга противоположными полюсами диполей, вследствие чего наблюдается их взаимное электростатическое притяжение.
Энергия взаимодействия двух полярных молекул прямо пропорциональна произведению их дипольных моментов (м1 и м 2) и обратно пропорциональна шестой степени расстояния между ними:
Еориент. = -2/3 • (м 21 • м 22/Г6) • NА/RT,.
где NА — постоянная Авогадро,.
R — универсальная газовая постоянная, Т — температура, оК.
Из формулы следует, что чем более полярны молекулы, тем сильнее они притягиваются и тем самым больше ориентационное взаимодействие. Повышение температуры уменьшает энергию ориентационного взаимодействия.
2) Индукционное взаимодействие — такое взаимодействие проис-ходит, когда встречаются полярная молекула (НСl) и неполярная молекула (СО2). Под действием полярной молекулы неполярная молекула (СО2) поляризуется (деформируется) и становится полярной, т. е. в ней возникает (индуцируется) диполь, который в свою очередь увеличивает полярность полярной молекулы (т.е. делает ее более полярной). Индуцированный диполь притягивается к полярной молекуле.
Энергия индукционного взаимодействия, т. е. взаимодействия полярной и неполярной молекул, практически не зависит от температуры, а зависит от дипольного момента молекулы (м) и поляризуемости (б) молекул: Еиндукц. = - (2 · б м 2)/r6. Поляризуемость (б) характеризует способность молекул к деформации (поляризации).
3) Дисперсионное взаимодействие обусловлено взаимодействием молекул друг с другом за счет их мгновенных микродиполей. Это взаимодействие универсально, т. е. действует между всеми атомами и молекулами независимо от их строения. Оно практически полностью определяет взаимное притяжение молекул в веществах неполярных и со слабо поляризуемыми молекулами (Н2, N2, Не). Чем более полярна или поляризуема молекула, тем сильнее будут проявляться ориентационное и индукционное взаимодействия.
Силы межмолекулярного взаимодействия называются силами Ван-дер-Ваальса, они гораздо слабее ковалентных и ионных связей и находятся в пределах 0 ч 20 кДж/моль. Эти силы обуславливают агрегацию вещества — превращение газообразного вещества в жидкое и далее в твердое состояние. Они обуславливают также явление адсорбции и имеют большое значение в каталитических процессах.
Рассмотренные три вида межмолекулярного взаимодействия относятся к электростатическому взаимодействию молекул. Кроме того, между молекулами может осуществляться донорно-акцекторное взаимодействие.
Н3N: +? ВF3 > Н3N — ВF3
донор акцептор Энергия межмолекулярного донорно-акцекторного взаимодействия колеблется в широком интервале значений: от 5 кДж/моль до 250 кДж/моль, т. е. может быть близка как к энергии ван-дер-ваальсова взаимодействия, так и к энергии обычных межатомных ковалентных связей.