Μια πρόταση παρουσίασης με

Transcript

1 Διαμοριακές δυνάμεις Μια πρόταση παρουσίασης με το PowerPoint

2 Διαμοριακές δυνάμεις Είναι οι ελκτικές δυνάμεις ηλεκτροστατικής φύσης (ασθενέστερες από τις ενδομοριακές) που ασκούνται μεταξύ μορίων (του ίδιου ή διαφορετικού είδους).

3 Είδη διαμοριακών δυνάμεων Διαμοριακές δυνάμεις Van der Waals Διπόλου-διπόλου Διασποράς (London) Δεσμός υδρογόνου Δεσμός ιόντος-διπόλου

4 Δίπολα μόρια Τι είναι ηλεκτρικό όδίπολο; Γιατί το μόριο του HCl είναι πολικό; Άλλα πολικά μόρια. Μη πολικά μόρια.

5 Ηλεκτρικό δίπολο Το ηλεκτρικό δίπολο είναι ένα σύστημα δύο αντίθετων ηλ.φορτίων (+q, -q) που βρίσκονται σε απόσταση r μεταξύ τους. Μέτρο της πολικότητας ενός διπόλου αποτελεί η διπολική ροπή του (διανυσματικό μέγεθος) που έχει τιμή μ = q r. +q -q μ r r επιστροφή

6 Μόριο HCl Στο μόριο του HCl το ζευγάρι ηλεκτρονίων του ομοιοπολικού δεσμού ανάμεσα στο H και το Cl είναι μετατοπισμένο προς τη μεριά του ηλεκτραρνητικότερου Cl, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται στη μεριά του H περίσσεια θετικού φορτίου (δ+), ενώ αντίθετα στη μεριά του Cl περίσσεια αρνητικού φορτίου (δ-), μετατρέποντας το μόριο σε δίπολο (πολικό μόριο). Μεταξύ γειτονικών μορίων μρ (π.χ. χ στο υγρό υδροχλώριο) ασκούνται ηλεκτροστατικές ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των δ+ και δ-. επιστροφή συμβολισμός μ πολικού μορίου

7 Πολικά μόρια (μ 0) Διατομικά μόρια που αποτελούνται από διαφορετικά άτομα (δηλ. με διαφορετική ηλεκτραρνητικότητα) π.χ. HF, CO κ.λ.π. αλλά και πολυατομικά μόρια με πολωμένους δεσμούς και την κατάλληλη στερεοχημική δομή π.χ. Η 2 Ο, ΝΗ 3, HCHO, CH 3 OH κ.λ.π. Όσο μεγαλύτερη είναι η διπολική ροπή των μορίων, τόσο ισχυρότερες είναι οι δυνάμεις διπόλου-διπόλου, διπόλου, με την προϋπόθεση τα μόρια να έχουν την ίδια μάζα και όγκο. επιστροφή

8 Μη πολικά μόρια (μ=0) Διατομικά μόρια αποτελούμενα από ίδια άτομα (π.χ. Ο 2, Cl 2 ) ή πολυατομικά μόρια με πολωμένους δεσμούς και την κατάλληλη στερεοχημική δομή (π.χ. CO 2, CH 4, CCl 4, C 2 H 6, C 3 H 8 κ.λ.π.). δδ- δ+ δδ- επιστροφή Είναι το μόριο του CHCl 3 πολικό;

9 Παροδικά δίπολα Ένα μη πολικό άτομο ή μόριο μπορεί να μετατραπεί σε στιγμιαίο (παροδικό) δίπολο εξαιτίας: Της τυχαίας μετακίνησης των ηλεκτρονίων του Επαγωγικά, εξαιτίας της παρουσίας κοντά του ενός πολικού σωματιδίου (μονίμου μ ή παροδικού διπόλου). Μεταξύ παροδικών διπόλων ή μονίμου διπόλου και παροδικού ύδιπόλου ασκούνται διαμοριακές δυνάμεις που χαρακτηρίζονται ως δυνάμεις διασποράς ή δυνάμεις London. Θεωρείται ότι οι δυνάμεις London εμφανίζονται σε όλα τα μόρια, ανεξάρτητα αν είναι πολικά μόρια ή όχι.

10 Δυνάμεις ςμεταξύ παροδικών διπόλων Όσο μεγαλύτερο είναι το άτομο ή το μόριο τόσο ευκολότερο είναι να μετατραπεί σε παροδικό δίπολο και τόσο ισχυρότερες οι δυνάμεις διασποράς.παράδειγμα οι δυνάμεις ςμεταξύ γειτονικών μορίων Ι 2 στο στερεό ιώδιο. Τα ευθύγραμμα μη πολικά μόρια εμφανίζουν ισχυρότερους διαμοριακούς δεσμούς από τα σφαιρικά (διακλαδισμένα) μη πολικά μόρια.

11 Δυνάμεις μεταξύ διπόλου-παροδικού διπόλου Μη πολικό μόριο Επαγόμενο δίπολο Μόνιμο δίπολο Μόνιμο δίπολο επιστροφή

12 Δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου Είναι ειδική μορφή δύναμης διπόλου-διπόλου και εμφανίζεται στις ενώσεις, όπου άτομο Η είναι ενωμένο ομοιοπολικά με άτομο ενός πολύ ηλεκτραρνητικού στοιχείου με μικρό μέγεθος (F, Ο, N). Πρόκειται για την έλξη ανάμεσα στο Η ενός μορίου και στο ηλεκτραρνητικό ρ η στοιχείο (F, Ο, N) ενός γειτονικού μορίου. Συνήθως δηλώνεται με τρεις τελείες ( ).

13 Συνέπειες δεσμού υδρογόνου Οι ιδιομορφίες που παρουσιάζει το νερό π.χ το υψηλό σ.β., το γεγονός ότι ο πάγος επιπλέει στο νερό κ.λ.π. Δεσμοί Η στον πάγο

14 Συνέπειες δεσμού υδρογόνου Η μεγάλη διαλυτότητα που έχουν τα κατώτερα μέλη των αλκοολών και καρβοξυλικών οξέων στο νερό. Τα υψηλά σημεία βρασμού που παρουσιάζουν τα κατώτερα μέλη των αλκοολών σε σύγκριση με τους αιθέρες με ίδιες ή παραπλήσιες σχετικές μοριακές μάζες. Ο ασθενής όξινος χαρακτήρας του HF.

15 Συνέπειες δεσμού υδρογόνου Η μεγάλη αντοχή του ναϋλον. Η ελικοειδής δομή των πρωτεϊνών. επιστροφή

16 Δεσμοί ιόντος-διπόλου Εμφανίζονται μεταξύ ενός κατιόντος (π.χ. Na + ) ή ανιόντος (π.χ. Cl - ) και ενός πολικού μορίου (π.χ. Η 2 Ο ή ΝΗ 3 ). Η ισχύς χςτους εξαρτάται από το μέγεθος και το φορτίο του ιόντος καθώς και από το μέγεθος και τη διπολική ροπή του μορίου. Παραδείγματα τέτοιου είδους δεσμών αποτελούν τα εφυδατωμένα ιόντα και τα σύμπλοκα ιόντα

17 Σχετική ισχύς διαμοριακών δυνάμεων

18 Αναζήτηση του είδους των ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ σωματιδίων

19 Συνέπειες των διαμοριακών δυνάμεων στις ιδιότητες των ουσιών Διαλυτότητα: Μία ουσία διαλύεται σε μία άλλη, όταν η ισχύς των διαμοριακών δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ διαλυμένης ουσίας και διαλύτη υπερβαίνει την αντίστοιχη αυτών των μορίων διαλύτηδιαλύτη και διαλυμένης ουσίας-διαλυμένης ουσίας. Ετσι,, τα όμοια διαλύουν όμοια,, δηλαδή οι πολικές ενώσεις διαλύονται σε πολικούς διαλύτες (π.χ. αιθανόλη σε νερό) και οι μη πολικές σε μη πολικούς διαλύτες (π.χ. εξάνιο σε τετραχλωράνθρακα).

20 Συνέπειες των διαμοριακών δυνάμεων στις ιδιότητες των ουσιών Σημείο βρασμού: Για ενώσεις με ίδιο ή παραπλήσιο μοριακό βάρος, όσο αυξάνει η ισχύς των διαμοριακών δυνάμεων τόσο αυξάνει και το σημείο βρασμού. Π.χ. το σημείο βρασμού του Η 2 Ο (M r =18) είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του CH 4 (M r =16).