Межмолекулярные взаимодействия

Сила сцепленья вяжет пары́,
Мощь тяготенья держит миры,
Атомов сродство жизнь создает,
Света господство к знанью ведет.
Н. А. Морозов. Силы природы
1.7 ДПМ

Межмолекулярные взаимодействия:
Силы И. Ван-дер-Ваальса
Водородные связи
Комплексные соединения
1.7 ДПМ

1. Силы И.Ван-дер-Ваальса (голландский ученый, 1873 г.)
– силы межмолекулярного взаимодействия, проявляющиеся на расстояниях, превосходящих размеры частиц
три составляющие ван-дер-ваальсовых сил:
(в зависимости от природы системы)
1.1 ориентационная составляющая или диполь-дипольное взаимодействие
1.2 индукционная составляющая
1.3 дисперсионная составляющая
1.7 ДПМ

1.1 Диполь- дипольное взаимодействие (эффект Кьезома)
электростатическое взаимодействие полярных молекул при сближении
Еориен увеличивается с увеличением μмол и уменьшением расстояния между молекулами.
Чем выше температура, тем Еориен –меньше
1.7 ДПМ

1.2 Индукционная составляющая
(эффект Дебая)
1.7 ДПМ
-электростатическое взаимодействие полярной и неполярной молекул
Диполи, действуя на неполярные молекулы, превращают их в индуцированные (наведенные) диполи
Еинд увеличивается с увеличением μмол , уменьшением расстояния между молекулами и увеличением поляризуемости неполярной молекулы.
Еинд <Еориен

1.3 Дисперсионная составляющая (эффект Лондона)
1.7 ДПМ
-электростатическое взаимодействие мгновенных диполей, возникающих за счет флуктуации электрической плотности
В результате взаимодействия мгновенных диполей энергия системы понижается.
Едисп пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между центрами частиц.

Для неполярных молекул - единственная составляющая вандерваальсовых сил.
1.7 ДПМ

1.7 ДПМ

1.7 ДПМ

1.7 ДПМ

1.7 ДПМ

2. Водородная связь
— связывание между атомом водорода одной молекулы, соединённого ковалентной связью с электроотрицательным атомом Х, с небольшим электроотрицательным атомом Y другой молекулы (где Y – прежде всего F, O, N)
1.7 ДПМ

Природа водородной связи
промежуточная между ковалентной, ионной и диполь-дипольной.
Энергия водородной связи — промежуточная между значениями, типичными для химических и вандерваальсовых связей, составляет 0,1–0,4 эВ и имеет наибольшие значения, если атом Y – фтор или кислород.
1.7 ДПМ

Внутримолекулярная Н-связь
Такие молекулы не могут вступать в межмолекулярные водородные связи.
Поэтому вещества с такими связями не образуют ассоциатов, более летучи, имеют более низкие вязкости, температуры кипения и плавления, чем их изомеры
1.7 ДПМ

Межмолекулярная Н-связь
А – Н + В – R → А – Н⋅⋅⋅В – R
водород способен глубоко внедряться в электронную оболочку соседнего отрицательно поляризованного атома.
Атомы А и В могут быть одинаковыми
Нδ+-Fδ- + Нδ+-Fδ- → H-F…H-F
могут быть разными
1.7 ДПМ

Межмолекулярные Н-связи
изменяют свойства веществ: повышают вязкость, диэлектрическую постоянную, температуру кипения и плавления, теплоту плавления и парообразования.
Н2О, НF и NН3 - аномально высокие Ткип и Тпл.
1.7 ДПМ

Водородная связь
1.7 ДПМ

HF — слабая кислота,
в то время ее аналог НСl — сильная кислота.
1.7 ДПМ

Значение водородных связей 1
1.7 ДПМ

Значение водородных связей 1
1.7 ДПМ

3. Комплексные соединения
(координационные соединения) —сложные соединения, у которых имеются ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.
1.7 ДПМ

Строение комплексной соли
K4[Fe(CN)6]
Fe2+ комплексообразователь
CN- лиганд
6 координационное число
K+ внешняя сфера
Гексацианоферрат (II) калия
1.7 ДПМ