11.Межмолекулярные взаимодействия, их типы, характеристика.

Межмолекулярное взаимодействие, взаимодействие между электрически нейтральными молекулами или атомами; определяет существование жидкостей и молекулярных кристаллов, отличие реальных газов от идеальных и проявляется в разнообразных физических явлениях. Межмолекулярное взаимодействие зависит от расстояния r между молекулами и, как правило, описывается потенциальной энергией взаимодействия U(r) (потенциалом Межмолекулярное взаимодействие), так как именно средняя потенциальная энергия взаимодействия определяет состояние и многие свойства вещества.

Межмолекулярное взаимодействие — взаимодействие между электрически нейтральными молекулами или атомами.

Бывает электростатическим и донорно-акцепторным.

Электростатическое межмолекулярное взаимодействие

Оно же "силы Ван-дер-Ваальса". Делится на ориентационное, индукционное и дисперсионное.

Ориентационные силы, диполь-дипольное притяжение. Осуществляется между молекулами, являющимися постоянными диполями. В результате беспорядочного теплового движения молекул при их сближении друг с другом одноименно заряженные концы диполей взаимно отталкиваются, а противоположно заряженные притягиваются. Чем более полярны молекулы, тем сильнее они притягиваются и тем самым больше ориентационное взаимодействие. Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна кубу расстояния между диполями.

Дисперсионное притяжение (лондоновские силы). Взаимодействие между мгновенным и наведенным диполем. При сближении молекул ориентация микродиполей перестает быть независимой и их появление и исчезновение в разных молекулах происходит в такт друг другу. Синхронное появление и исчезновение микродиполей разных молекул сопровождается их притяжением. Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между диполями.

Индукционное притяжение. Взаимодействие между постоянным диполем и наведенным (индуцированным). Встречаются полярная и неполярная молекулы. Под действием полярной молекулы неполярная молекула деформируется и в ней возникает (индуцируется) диполь. Индуцированный диполь притягивается к постоянному диполю полярной молекулы и в свою очередь усиливает электрический момент диполя полярной молекулы. Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между диполями.

Относительный вклад каждого из видов межмолекулярных сил зависит в основном от двух свойств взаимодействующих молекул: полярности и поляризуемости (деформируемости). Чем выше полярность, тем значительнее роль ориентационных сил: чем больше деформируемость, тем значительнее роль дисперсионных сил. Индукционные силы зависят от обоих факторов, но сами обычно играют второстепенную роль.

Вандерваальсовы силы обуславливают агрегатное состояние вещества.

По сравнению с ковалентной связью вандерваальсово взаимодействие очень слабое.

Донорно-акцепторное межмолекулярное взаимодействие

Возникает за счет электронной пары одной молекулы и свободной орбитали другой. Это взаимодействие проявляется в первичных актах многих химических реакций, лежит в основе каталитических процессов, обусловливает сольватацию молекул и ионов в растворах, может приводить к образованию новых соединений.

За счет данного типа взаимодействия может образоваться межмолекулярный комплекс. Оно также часто вызывает переход вещества из газового в жидкое и твердое агрегатное состояния.

Энергия межмолекулярного донорно-акцепторного взаимодействия колеблется в широком интервале от 6 до 12 кДж/моль, что близко к энергии вандерваальсова взаимодействия, до 200—250 кДж/моль — значения, сопоставимого с энергией ковалентных связей.