Межмолекулярные взаимодействия
Три вида межмолекулярных сил
Молекулы притягиваются друг к другу; от силы этого притяжения зависят температуры кипения, плавления и растворимость.
| Взаимодействие | Где действует | Сила |
|---|---|---|
| дисперсионное | между любыми молекулами; растёт с размером и площадью контакта | слабое, но у больших молекул значительное |
| диполь-дипольное | между полярными молекулами | среднее |
| водородная связь | водород при O, N, F одной молекулы и пара O, N, F другой | сильное |
| ион-дипольное | ион и полярная молекула (соль в воде) | очень сильное |
Как определить силы между молекулами вещества
- Дисперсионные силы есть всегда.
- Молекула полярна (урок 8)? Тогда есть и диполь-дипольные.
- Есть водород, связанный с O, N или F? Тогда между молекулами есть водородные связи.
Примеры
1. Гексан. Неполярен, водорода при O или N нет — только дисперсионные силы.
2. Ацетон. Полярен: дисперсионные и диполь-дипольные. Водорода при кислороде нет — водородных связей между молекулами ацетона нет.
3. Этанол. Все три: дисперсионные, диполь-дипольные и водородные связи (группа O–H).
4. Диэтиловый эфир. Дисперсионные и слабые диполь-дипольные; водорода при кислороде нет — между молекулами эфира водородных связей нет.
5. Метиламин \(\ce{CH3NH2}\) и триметиламин \(\ce{(CH3)3N}\). У метиламина есть N–H — водородные связи. У триметиламина водорода при азоте нет — их нет.
errorВодород при углероде водородных связей не образует
Связь C–H почти неполярна, и её водород не притягивается к парам соседних молекул. Водородную связь даёт только водород при O, N или F.
edit_noteПопробуйте сами
Какие силы действуют между молекулами хлороформа \(\ce{CHCl3}\) и между молекулами уксусной кислоты?
expand_moreПоказать решение
Хлороформ: дисперсионные и диполь-дипольные. Уксусная кислота: дисперсионные, диполь-дипольные и водородные связи (группа O–H).
Доноры и акцепторы водородной связи
В водородной связи участвуют две группы: донор — водород при O, N или F; акцептор — атом O, N или F с неподелённой парой.
Как найти доноры и акцепторы
- Доноры: каждый водород, связанный с O, N или F.
- Акцепторы: атомы O, N, F с неподелённой парой.
- Молекула с донором и акцептором образует водородные связи сама с собой. Молекула только с акцептором — только с донорами других веществ (например, с водой).
Примеры
1. Этанол. Донор — водород группы OH, акцептор — кислород.
2. Ацетон. Только акцептор — кислород группы C=O. Сам с собой водородных связей не образует, но принимает их от воды.
3. Диэтиловый эфир и триметиламин. Только акцепторы.
4. Этиленгликоль \(\ce{HO-CH2-CH2-OH}\). Два донора и два акцептора — много водородных связей: вязкая жидкость, кипит при 197 °C.
5. Вода. Два донора и две пары у кислорода — каждая молекула участвует до четырёх водородных связей.
errorАкцептор без донора
Ацетон, эфиры и третичные амины не образуют водородных связей между собственными молекулами, но хорошо принимают их от воды и спиртов. Поэтому ацетон смешивается с водой, хотя кипит всего при 56 °C.
edit_noteПопробуйте сами
Сколько доноров и сколько атомов-акцепторов водородной связи в молекуле метиламина \(\ce{CH3NH2}\)?
expand_moreПоказать решение
Доноров два — оба водорода при азоте; акцептор один — атом азота с неподелённой парой.
push_pinГлавное
Между любыми молекулами действуют дисперсионные силы; они растут с размером и площадью контакта молекул. Между полярными молекулами добавляется диполь-дипольное притяжение. Водородная связь возникает, когда водород, связанный с O, N или F одной молекулы (донор), притягивается к неподелённой паре O, N или F другой (акцептор); это самое сильное из межмолекулярных взаимодействий.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.