分子間力と物理的特性への影響
分子間力(IMF)は、分子間に存在する魅力的または反発的な力です。それらは、分子内で原子を一緒に保持する分子内の力よりも弱いが、物質の多くの物理的特性を決定する上で依然として重要である。主要なIMFの内訳とその影響は次のとおりです。
分子間力のタイプ:
1。 van der Waals力:
* ロンドン分散部隊(LDF): すべての分子に存在するLDFは、電子分布の一時的な変動から生じ、隣接する分子に双極子を誘導する一時的な双極子が生成されます。 LDF強度は、分子サイズと表面積とともに増加します。
* 双極子型力: 永久双極子の極地分子間で発生します。これらの力はLDFよりも強く、双極子モーメントとともに増加します。
* 水素結合: 高強性原子(酸素、窒素、またはフッ素など)に結合した水素原子と隣接する分子の孤独なペアを含む特別なタイプの双極子双極子相互作用。水素結合は最も強いタイプのIMFであり、水のユニークな特性に大きく貢献しています。
2。イオン双極子力: イオンと極性分子の間で発生します。この相互作用の強度は、イオンの電荷と分子の双極子モーメントとともに増加します。
物理的特性に対する影響:
1。融点と沸点:
* より強いIMFは、より高い融点と沸点につながります。 これは、分子間の魅力と固体または液体または液体への移行を克服するためにより多くのエネルギーが必要であるためです。たとえば、水素結合が強いため、水は高い沸点を持っています。
* 分子のサイズと形状も融点と沸点に影響します。 より大きな分子はより多くの表面積を持っているため、LDFが強く、融点/沸点が高くなります。
2。粘度:
* 粘度は、流れに対する抵抗です。 IMFが強い液体は、分子がよりしっかりと結合し、よりゆっくりと移動するため、粘度が高くなります。たとえば、蜂蜜は水素結合により粘性があります。
3。表面張力:
* 表面張力は、液体の表面を一緒に保持する力です。 強いIMFを持つ液体は、表面の分子がその下のものに強く引き付けられるため、表面張力が高くなります。水素結合により、水は高い表面張力を持っています。
4。溶解度:
* likeのように。 極性溶媒は極性溶質を溶解し、非極性溶媒は非極性溶質を溶解します。これは、溶質分子と溶媒分子間のIMFが、溶質と溶媒内のIMFを克服するのに十分な強さでなければならないためです。たとえば、水(極)は、強いイオン双極子相互作用のためにテーブル塩(イオン)を溶解します。
5。蒸気圧:
* 蒸気圧とは、液相を伴う平衡状態のガスによって及ぼす圧力です。 IMFが弱い液体は、分子がより簡単に気相に逃げることができるため、蒸気圧が高くなります。たとえば、ジエチルエーテルは、LDFSが弱いため、蒸気圧が高くなります。
概要:
分子間の力は、物質の物理的特性を決定する上で重要な役割を果たします。さまざまなタイプのIMFとその強みを理解することで、融点、沸点、粘度、表面張力、溶解度、蒸気圧などのさまざまな特性を予測および説明することができます。