원자와 분자는 결합 (또는 힘)을 통해 상호 작용합니다 : 분자 내 및 분자 간. 그들은 충전 된 종 사이의 상호 작용 (매력적이거나 반발) (영구적 인, 부분적 또는 임시 충전) 및 이온, 극성, 비 극성 및 중성 분자 사이의 다양한 강점으로 존재로 힘은 정전기입니다. 분자 간 힘의 다른 유형은 이온-이폴, 이폴 –이폴,수소 결합, 분산; 이들 중, 이폴–이폴, 수소 결합, 분산 력 은 중성 원자와 분자 사이에 존재하며, 집단적으로 반 데르 발스 세력으로 알려져 있습니다.

이폴-이폴 세력

극성 분자는 한쪽 끝에 부분 양성 전하와 분자의 다른 쪽 끝에 부분적인 음전하를 가지며, 이는 이폴이라고 불리는 전하의 분리입니다. HCl과 같은 극성 분자에서, 더 많은 전기 음성 Cl 원자는 부분적인 음전하를 부담하는 반면, 더 적은 전기 음성 H 원자는 부분적인 양전하를 부담합니다. HCl 분자 사이의 매력적인 힘은 하나의 HCl 분자의 긍정적 인 끝과 다른 사람의 부정적인 끝 사이의 매력에서 발생합니다. 이 매력적인 힘은 이폴어트랙션인이폴 어트랙션(극성 분자의 부분적으로 양성 단부와 다른 분자의 부분적으로 음의 끝 사이의 정전기력)이라고 합니다.

분산력

3개의 반 데르 발스 력 중 하나는 물질을 구성하는 원자 또는 분자의 특성에 관계없이 모든 응축 된 단계에 존재한다. 이 매력적인 힘은 1928년 독일 태생의 미국 물리학자 프리츠 런던을 기리기 위해 런던 분산군이라고 불립니다. 이 힘은 종종 단순히 분산 력이라고합니다. 원자 또는 분자의 전자는 일정한 움직임 (또는, 대안적으로, 그들의 위치는 양자 기계적 가변성의 대상이 되기 때문에), 언제 든 지, 원자 또는 분자는 그것의 전자가 비대칭적으로 분포되는 경우에 임시, 즉각적인 상극을 개발할 수 있습니다. 이 이 다폴의 존재는 차례로, 유도 된 이폴을 생성, 이웃 원자 또는 분자의 전자를 왜곡 할 수 있습니다. 이 두 급속하게 변동, 임시 이폴 따라서 종 사이 상대적으로 약한 정전기 매력 귀착됩니다-소위 분산 힘.

다른 분자에 있는 원자 사이 발전하는 분산 력은 서로 에 두 분자를 유치할 수 있습니다. 힘은 상대적으로 약합니다, 그러나, 분자가 아주 가까이있을 때만 중요하게 됩니다. 더 크고 무거운 원자와 분자는 작고 가벼운 원자와 분자보다 더 강한 분산력을 나타낸다. F_2와 Cl_2는 실온에서 가스(약한 매력적인 힘을 반사하는) Br_2는 액체이고 I_2는 고체(더 강한 매력적인 힘을 반사)입니다.

수소 본딩

Nitrosyl 불소 (ONF, 분자 질량 49 amu)는 실온에서 가스인 반면 물 (H₂O, 분자 질량 18 amu)은 분자 질량이 낮더라도 액체입니다. 두 분자 모두 동일한 모양을 가지고 있으며 ONF는 무겁고 더 큰 분자입니다. 따라서 더 중요한 분산력을 경험할 것으로 예상됩니다. 추가적으로, 끓는 점에 있는 이 다름은 분자의 둘레 순간에 있는 다름의 결과일 수 없습니다. 두 분자는 극성이며 비슷한 쌍극의 순간을 나타낸다. 비등점 사이의 큰 차이는 특히 강한 이폴-분자가 불소, 산소 또는 질소 원자에 접합 된 수소 원자를 포함 할 때 발생할 수있는 이폴 매력 (세 가지 가장 전기 음의 요소)에 기인한다. H 원자(2.1)와 결합된 원자(F 원자의 경우 4.0, O 원자용 3.5 또는 N 원자용 3.0) 사이의 전기성 비도의 매우 큰 차이는 매우 작은 크기의 F, O 또는 N atoms와 결합되어 이러한 부분전전으로 매우 집중되어 있습니다. F-H, O-H 또는 N-H moieties를 가진 분자는 가까운 분자에 있는 유사한 moieties에 아주 강하게 끌린다, 특히 강한 유형의 이폴-수소 결합에게 불린 다이폴 매력. 수소 결합의 예로는 HF⋯HF,_H2O⋯HOH,_H3N⋯HNH_2,수소 결합이 점에 의해 표시되는 경우.

 이온-이폴 힘

이온-이폴 힘은 이온과 이폴 사이의 정전기 매력입니다. 이러한 힘은 용액에서 일반적이며 물에 이온 화합물을 용해하는 데 중요한 역할을합니다.

KCl과 같은 이온 화합물이 물과 같은 극성 용매에 첨가되면 고체내의 이온이 분리되어 균일하게 분산된다. 이온–이폴 힘은 극지 물 분자의 양수(수소) 끝을 고체 표면의 음극염 이온으로 끌어들이고, 음수(산소)를 양성 칼륨 이온으로 끌어들이는다. 물 분자는 개별 K⁺ 및 Cl^- 이온을 둘러싸고, 이온을 함께 결합하는 강한 상호 작용을 감소시키고 (고체에서) 그들을 솔바틱 이온으로 용액으로 이동시키는. 정전기 어트랙션을 극복하면 용액에서 용액의 고정 위치에서 용액의 용액에 분산된 솔바틱 이온으로 이온이 전환됨에 따라 희석액의 각 수화 이온의 독립적인 움직임을 허용합니다.

이온의 강도–이폴 상호 작용은 i) 이온 및 ii) 극성 분자의 이폴의 크기에 직접 비례한다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 제 10 장 : 액체 및 고체에서 적응됩니다.