분자 간 힘 및 물리적 특성

분자 간 힘은 분자 사이에 존재하는 매력적인 힘입니다. 그들은 여러 대량 속성을 지시, 녹는 점 등, 끓는 점, 그리고 용해 성 (miscibilities) 물질의. 예를 들어, 물과 같은 고등점 액체(H2 O, b.p. 100°C)는 헥산(C₆H_14,b.p. 68.73°C)과 같은 저등점 액체에 비해 더 강한 분자간 힘을 나타낸다. 분자 간 상호 작용의 세 가지 종류는 i) 이온 – 이폴 힘, ii) 이폴 – 이폴 상호 작용, 그리고 iii) 반 데르 발스 힘을 포함, 이는 런던 분산 힘을 포함.

1. 이온-이폴 포스

이온-이폴 힘은 이온과 이폴 사이의 정전기 명소입니다. 그들은 솔루션에서 일반적이며 물에서 KCl과 같은 이온 화합물의 용해에 중요한 역할을합니다. 이온-이폴 상호 작용의 강도는 i) 이온 및 ii) 극성 분자의 이폴의 크기에 직접 비례한다.

2. 다폴-이폴 상호 작용

극성 분자는 한쪽 끝에 부분 양성 전하와 분자의 다른 쪽 끝에 부분적인 음전하를 가지며, 이는 이폴이라고 불리는 전하의 분리입니다. 두 개의 영구 이폴 사이의 매력적인 힘은 이폴 – 이폴 어트랙션이라고하며, 이는 하나의 극성 분자의 부분적으로 양성 말단과 다른 극지의 부분적으로 부정적인 끝 사이의 정전기력입니다. 수소 결합은 O, N 또는 F와 같은 매우 전기음이 음수 원자에 결합된 수소분자와 분자 간의 이폴 상호 작용의 한 유형입니다. 결과 부분적으로 양전하 H 원자 한 분자에 (수소 결합 기증자)부분적으로 부정적인 하전 된 O, N, 또는 F 원자의 전자의 외로운 쌍으로 강하게 상호 작용할 수 있습니다 (수소 결합 수용자). 수소 결합은 비등점을 상당히 증가시킵니다.

3. 반 데르 발스와 런던 분산 부대

모든 힘의 가장 약한 것은 원자와 분자 사이의 분자 간 거리에 의존하는 반 데르 발스 힘입니다. 반 데르 발스 세력의 하위 집합인 런던 분산력은 전자 분포의 일시적이고 자발적인 변화로 인해 충전되지 않은 원자/분자 간의 상호 작용의 결과로 경험됩니다. 이러한 힘의 강도는 표면적의 증가로 인해 분자량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 보입니다. 결과적으로, 더 높은 분자량의 화합물은 일반적으로 더 높은 온도에서 끓일 것입니다. 주목은 분지 탄화수소 (neopentane)는 일반적으로 각각의 직선 체인(n-펜탄)이소머보다 더 작은 표면적을 가지고 있으며, 따라서, 낮은 비등점이다.

4. 물 에서 유기 화합물의 용해도

어떤 비율로 균일하게 혼합될 수 있는 액체는 오해의 소지가 있다고 합니다. 오해의 소지가 있는 액체는 비슷한 극성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 메탄올과 물은 극성이며 수소 결합능력이 있습니다. 혼합시, 메탄올과 물은 메탄올-메탄올과 유사한 힘의 분자 간 수소 결합을 통해 상호 작용하고, 물과 물의 상호 작용; 따라서, 그들은 오해입니다. 마찬가지로, 헥산과 브롬과 같은 비극성 액체는 분산력을 통해 서로 오해합니다. 화학 공리 “같은 용해처럼”화합물의 오해를 예측하는 데 유용합니다. 상당한 정도에 혼합하지 않는 두 개의 액체는 불굴의라고합니다. 예를 들어, 비극성 헥산은 극성 물에 난해할 수 없습니다. 육산과 물 사이의 상대적으로 약한 매력적인 힘은 물 분자 사이의 강력한 수소 접합력을 적절히 극복하지 못합니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 10.1에서적응: 분자 간 힘,   섹션 11.3: 용해도,및 장 10: 액체 및 고형 .