Međumolekulska sila

Međumolekulske sile su sile privlačenja i odbijanja koje deluju između susednih čestica: atoma, molekula ili jona. One su slabe u poređenju sa intramolekulskim silama koje drže atome molekula. Na primer, kovalentna veza prisutna u HCl molekulima je mnogo jača nego sile prisutne između susednih molekula, koje se javljaju kad su molekuli dovoljno blizu jedan drugog.^[1][2]

Voda

Međumolekulske sile se sastoje od četiri tipa:

1. Dipol–dipol sile
2. Jon–dipol sile
3. Dipolom indukovane dipolne sile, ili Debajeve sile
4. Trenutne dipolom indukovane dipolne sile, Londonove disperzione sile.

Londonova disperziona sila

Glavni članak: Londonova disperziona sila

Ona je poznata kao kvantno indukovana trenutna polarizacija ili trenutna dipolom indukovana dipolna sila. Londonova disperziona sila je uzrokovana korelisanim kretanjem elektrona u interagujućim molekulima. Elektroni, koji pripadaju različitim molekulima, počinju da „osećaju“ i izbegavaju jedan drugog na kratkim međumolekulskim rastojanjima, što se često opisuje kao formiranje „trenutnih dipola“ koji se privlače.^[3][4][5]

Debajeva sila indukovanog dipola

Glavni članak: Van der Valsova veza

Sile indukovanog dipala se javljaju usled indukcije (takođe poznate kao polarizacija), koja je privlačna interakcija između permanentnog multipola na jednom molekulu i indukovanog multipola drugog.^[6][7][8][9] Ova interakcija je dobila ime po Peteru Debaju.

Primer indukcione interakcije između permanentnog dipola i indukovanog dipola su HCl i Ar. U ovom sistemu, Ar oseća uticaj dipola, njegove elektrone privlači (na H stranu) i odbija (sa Cl strane) HCl.^[6][8] Ova vrsta interakcije se može očekivati između bilo kojeg polarnog molekula i nepolarnog/simetričnog molekula. Sila indukovane interakcije je daleko slabija nego dipol - dipol interakcija, međutim ona je jača od Londonove sile.

Dipol – dipol interakcije

Dipol – dipol interakcije su elektrostatične interakcije permanentnih molekulskih dipola. Te interakcije imaju tendenciju orijentisanja molekula tako da se povećava privlačenje (smanjuje potencijalna energija). Primer dipol – dipol interakcije se može videti kod hlorovodonika (HCl): Pozitivni kraj polarnog molekula privlači negativni kraj drugog molekula i uzrokuje da molekuli poprime specifične orijentacije. Polarni molekuli se međusobno privlače. Na primer HCl i hloroform (CHCl₃)

Sile jon - dipol i jon - indukovani dipol

Sile između jona i dipola, i jona i indukovanih dipola, su slične sa interakcijama među dipolima i indukovanim dipolima. Sile između jona i dipola su jače od dipolnih interakcija usled prisustva jonskog naboja. H-veze su jače od ovih veza. Sile između jona i dipola orijentišu čestice tako da su pozitivni i negativni delovi molekula jedni pored drugih, što omogućuje maksimalnu privlačnost.^[10]

Relativna jačina sila

Tip veza	Energija disocijacije (kcal),[11][12]
Kovalentna	400
Vodonične veze	12–16
Dipol–dipol	0.5–2
Van der Valsova sila	<1

Napomena: ovo poređenje je aproksimativno – relativne jačina sila variraju u zavisnosti od molekula.

Reference

1. Donald A. McQuarrie, John D. Simon (1997). Physical Chemistry: A Molecular Approach (1st edition izd.). University Science Books. ISBN 0935702997.
2. Peter Atkins, Julio de Paula (2001). Physical Chemistry (7th edition izd.). W. H. Freeman. ISBN 0716735393.
3. R. Eisenschitz and F. London, Z. Physik 60, 491 (1930)
4. F. London, Z. Physik 63, 245 (1930) and Z. Physik. Chemie, 33, 8-26 (1937). English translations in H. Hettema, Quantum Chemistry, Classic Scientific Papers, World Scientific, Singapore (2000).
5. F. London, Transactions of the Faraday Society 33, 8-26 (1937)
6. Blustin PH, 1978. A Floating Gaussian Orbital calculation on argon hydrochloride (Ar • HCl). Theoret. Chim. Acta 47, 249–257.
7. Nannoolal Y, 2006. Development and critical evaluation of group contribution methods for the estimation of critical properties, liquid vapour pressure and liquid viscosity of organic compounds. University of Kwazulu-Natal PhD Thesis.
8. Roberts JK and Orr WJC, 1938. Induced dipoles and the heat of adsorption of argon on ionic crystals. Trans. Faraday Soc. 34, 1346–1349.
9. Sapse AM, Rayez-Meaume MT, Rayez JC and Massa LJ, 1979. Ion-induced dipole H-n clusters. Nature 278, 332–333.
10. „Michael Blaber, 1996. Intermolecular Forces.”. Arhivirano iz originala na datum 2020-08-01. Pristupljeno 2014-03-03.
11. Volland, Dr. Walt. „"Intermolecular" Forces”. Pristupljeno 20. 9. 2009.
12. Organic Chemistry: Structure and Reactivity by Seyhan Ege, pp.30–33, 67

Vanjske veze

Softver za izračunavanje međumolekulskih sila

• Quantum 3.2 Arhivirano 2017-09-14 na Wayback Machine-u
• SAPT