Concetti Chiave
- Le forze intermolecolari sono legami secondari di natura elettrostatica che impediscono alle molecole nello stato solido o liquido di allontanarsi l'una dall'altra.
- Le forze dipolo-dipolo si verificano tra molecole polari con dipoli permanenti, contribuendo a punti di fusione e ebollizione più alti rispetto alle sostanze apolari.
- Le interazioni ione-dipolo si manifestano quando molecole polari come l'acqua circondano e solvatano ioni, come nel caso della dissoluzione del sale in acqua.
- Le forze di London, o di dispersione, si generano da dipoli istantanei in molecole non polari e dipendono dalla dimensione degli atomi coinvolti.
- Il legame a idrogeno è più forte delle forze dipolo-dipolo e si verifica quando l'idrogeno è legato a un atomo altamente elettronegativo, influenzando proprietà come la densità del ghiaccio e la temperatura di ebollizione dell'acqua.
Forze intermolecolari
Tra le molecole nello stato solido o liquido della materia esistono forze di natura elettrostatica, le quali creano legami secondari, che impediscono loro di allontanarsi l'una dalle altre.
Possono manifestarsi azioni elettrostatiche tra
Dipolo-dipolo
La forza dipolo-dipolo si genera tra molecole elettricamente neutre ma polari, cioè caratterizzate da dipoli permanenti.
Le forze dipolo-dipolo sono legami intermolecolari che agi scono tra poli opposti di molecole polari.
Due molecole polari vicine si orientano spontaneamente in modo da avere la parte positiva accanto quella negativa.
È molto più debole del legame tra ioni, in quanto coinvolge cariche elettriche parziali δ+ e δ-.
Come le altre forze intermolecolari, determina alcune proprietà fisiche delle sostanze. I punti di fusione e di ebollizione delle sostanze polari sono più alti di quelle apolari con massa molecolare simile. Ciò avviene perché le molecole polari sono legate più fortemente.
Ione-dipolo
I cristalli di NaCl, quando vengono immersi nell'acqua, si sciolgono, o meglio si dissociano. Le molecole di acqua (polari) circondano gli io del sale (Na+ e Cl-), orientandosi a seconda della carica elettrica. Questa interazione secondaria è detta solvatazione.
Molecole non polari
Nelle molecole non popolari, il continuo movimento di elettroni produce un dipolo istantaneo, generando parziali cariche positive e negative. I dipoli istantanei si orientano per favorire la reciproca attrazione elettrostatica tra zone disegno opposto; le forze che si manifestano sono dette forze di London o forze di dispersione e inducono una separazione di cariche negli atomi vicini
.Le forze di London sono forze intermolecolari causate da fluttuazioni momentanee nella distribuzione degli elettroni all'interno di atomi e molecole.
L'intensità delle forze di London dipende dalle dimensioni degli atomi: è più facile polarizzare la distribuzione elettronica di atomi con molti elettroni e con elettroni distanti dal nucleo.
Le forze di dispersione sono lunghe che agiscono fra gli atomi dei gas nobili. Sono forze molto deboli e perciò i punti di fusione di ebollizione di questi elementi sono molto bassi.
Legame a idrogeno
Il legame è idrogeno è il leg ame intermolecolare che si stabilisce tra molecole in cui è presente un atomo di idrogeno legato a un atomo molto elettronegativo, ad esempio ossigeno, azoto o fluoro.
La parziale carica positiva dell'idrogeno è concentrata in una piccola massa e quindi possiede un'elevata capacità di interazione verso altre molecole con cariche negative. Si instaura un legame secondario tra le due molecole, più forte di un legame dipolo-dipolo. Ad esempio il legame tra ossigeno e idrogeno della molecola d'acqua è fortemente polarizzato.
Determina molti proprietà fisiche dell'acqua.
Quando si solidifica e diventa ghiaccio, i legami a idrogeno formano una struttura cristallina regolare con delle cavità. Per questo, il ghiaccio ha densità minore dell'acqua e galleggia.
In generale, la temperatura di ebollizione dei composti binari dell'idrogeno aumenta il crescere della massa molecolare, poiché aumentano le forze di dispersione. L'acqua fa eccezione: ha una temperatura di ebollizione più alta di quanto dovrebbe. Questo accade perché le interazioni tra molecole di acqua sono molto intense grazie ai legami a idrogeno, Perciò è necessaria Per lo stesso motivo, a che. Di fusione, calore specifico e calore di vaporizzazione sono molto elevati.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali tipi di forze intermolecolari descritti nel testo?
- Come influenzano le forze intermolecolari le proprietà fisiche delle sostanze?
- Cosa sono le forze di London e come si generano?
- In che modo il legame a idrogeno influisce sulle proprietà dell'acqua?
- Qual è la differenza tra le forze dipolo-dipolo e le forze di dispersione?
Nel testo vengono descritti quattro principali tipi di forze intermolecolari: le forze dipolo-dipolo, che si generano tra molecole polari; le forze di dispersione o di London, che agiscono tra molecole non polari; le forze ione-dipolo, che si manifestano quando ioni vengono solvatati da molecole polari come l'acqua; e il legame a idrogeno, che si stabilisce tra un atomo di idrogeno legato a un atomo molto elettronegativo e un altro atomo elettronegativo.
Le forze intermolecolari determinano diverse proprietà fisiche delle sostanze, come i punti di fusione e di ebollizione. Ad esempio, le sostanze polari, a causa delle forze dipolo-dipolo, hanno punti di fusione e di ebollizione più alti rispetto a quelle apolari di massa molecolare simile. Questo avviene perché le molecole polari sono legate più fortemente tra loro.
Le forze di London, o forze di dispersione, sono forze intermolecolari che si generano nelle molecole non polari a causa di fluttuazioni momentanee nella distribuzione degli elettroni, che producono dipoli istantanei. Queste forze inducono una separazione di cariche negli atomi vicini e la loro intensità dipende dalle dimensioni degli atomi.
Il legame a idrogeno ha un impatto significativo su molte proprietà fisiche dell'acqua, come la sua temperatura di ebollizione insolitamente alta, il calore specifico, il calore di vaporizzazione e il fatto che il ghiaccio galleggi sull'acqua. Questo avviene perché i legami a idrogeno tra le molecole d'acqua sono particolarmente forti, rendendo necessaria più energia per romperli.
La differenza principale tra le forze dipolo-dipolo e le forze di dispersione risiede nel tipo di molecole che le manifestano. Le forze dipolo-dipolo si generano tra molecole polari, caratterizzate da dipoli permanenti, mentre le forze di dispersione o di London agiscono tra molecole non polari, attraverso dipoli istantanei generati dal movimento degli elettroni. Le forze dipolo-dipolo sono generalmente più forti delle forze di dispersione.
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