Межмолекулярное взаимодействие

 

Силы Ван-Дер-Ваальса:

Ориентационное взаимодействие осуществляется между полярными молекулами. Диполи ориентируются относительно друг друга, притягиваясь противоположно заряженными концами (электростатическое взаимодействие). (Есв.» 25кДж/моль).

Индукционное взаимодействие возникает между полярными и неполярными молекулами. Электрическое поле полярной молекулы может индуцировать диполь в неполярной молекуле (наведенный диполь). Между диполями возникает связь.

Дисперсионное взаимодействие осуществляется между неполярными молекулами, в которых вследствие пульсирующего движения электронного облака возникают мгновенные диполи, взаимодействующие друг с другом.

Силы Ван-Дер-Ваальса зависят от расстояния между молекулами. На больших расстояниях (газообразные системы) они ничтожно малы и реально существуют в конденсированных системах (жидкости, газы). При повышении температуры происходит их ослабление вследствие усиления теплового движения молекул.

Водородные связи (Есв.» 80кДж/моль) осуществляются между высокополярными водородсодержащими молекулами (HF, NH₃, H₂O) и внутри молекул органических соединений между атомами водорода и наиболее электроотрицательными атомами кислорода, азота. Их можно рассматривать как электростатическое взаимодействие между положительно- и отрицательно- заряженными частями молекул с высокополярными связями. При этом образуются полимерные образования сложной структуры (например, кластеры воды).

На рис. 21 представлены водородные связи между молекулами фтороводорода:

 

 

Контрольные вопросы

1. Какие типы химической связи вы знаете?

2. Какими свойствами характеризуется связь?

3. Указать условия образования ковалентной и ионной связей.

4. Пользуясь таблицей величин относительной электроотрицательности, вычислить их разность для связей: K-C l, Ca-C l, Fe-C l, Ge-C l. Какая из них характеризуется наибольшей степенью ковалентности?

5. Условия образования полярной и неполярной связей? Приведите примеры молекул.

6. Вычислите разность относительных электроотрицательностей атомов для связей H–O и O–As. Какая из связей более полярна? К какому классу гидроксидов относится As(OH)₃?

7. Определить характер связей в кристаллических структурах твердых веществ: KF, BaC l ₂, сера, йод, карбид кремния.

8. Определить характер связей в молекулах SC l ₄; SiC l ₄; C l F₃ и IBr и указать для каждой из них направление смещения электронной плотности. Расположить молекулы в ряд в порядке увеличения полярности связи.

9. Какой параметр используется для количественной оценки полярности связи в молекуле?

10. Как изменяется длина связи в ряду: N-H; P-H; As-H; Sb-H?

11. Что такое «насыщаемость» связи? Каково максимальное насыщение связи у элементов 2-го и 3-го периодов и у каких элементов оно реализуется?

12. Охарактеризуйте s и p ковалентные связи.

13. Чем характеризуется направленность ковалентной связи?

14. Какие вы знаете типы гибридизации связи, и какая им соответствует форма молекул? Приведите примеры.

15. Какими типами гибридизации атомных орбиталей кремния и углерода описывается образование молекул SiH₄, C₂H₄, C₂H₂ и иона [SiF₆]^2-?

16. Какова пространственная структура молекул CO₂ и CS₂, дипольные моменты которых равны нулю? Каким типом гибридизации описываются эти молекулы.

17. Можно ли предположить, что молекула SO₂, обладает линейной структурой, учитывая ее полярный характер связи (m=1,6 Д)?

18. Определить тип гибридизации электронных облаков атома Ti в молекуле TiF₄.

19. Как изменяется валентный угол между связями:

а) Н-Э-Н, где Э: O, S, Se, Te;

б) Н-Э-Н, где Э: N, P, As, Bi? Объяснить причину такого характера изменения.

20. В какой из молекул H₂S, H₂Se или H₂Te и почему угол между валентными связями больше?