Forze di Van der Waals: interazioni

Forze di van der Waals: interazioni dipolo-dipolo

È un’interazione che si instaura tra molecole che possiedono un dipolo permanente. È anche detta forza di orientazione. L’energia dell’interazione è piccola, di 5-25 Kj/mol, ma aumenta al crescere del momento di dipolo. In una sostanza polare, le molecole hanno momenti dipolari permanenti, per cui tendono ad allinearsi con l’estremità positiva di un dipolo rivolta verso l’estremità negativa di un altro dipolo vicino. Questo parziale e aggiuntivo ordine delle molecole può permettere che una determinata sostanza persista allo stato solido o liquido a temperature superiori a quelle previste. Si considerino le sostanze N2, O2 e NO. Nelle prime due molecole la differenza di elettronegatività è zero, e quindi sono entrambe apolari, prive di carica. In NO invece esiste una differenza di elettronegatività tra N e O, quindi la molecola di NO che risulta sarà polare, ovvero possiederà un momento dipolare (seppure debole). Considerando solamente le forze di dispersione, ci si potrebbe aspettare che il punto di ebollizione di NO sia intermedio tra quelli di N2 e O2, tuttavia questo è il più alto dei tre, perché le reciproche interazioni tra molecole rendono necessaria una temperatura superiore al fine di permettere il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso.
L’interazione dipolo-dipolo spiega la solubilità di composti polari in solventi polari (ovvero la regola il simile scioglie il simile).
L’interazione dipolo-dipolo indotto si instaura tra una molecola che possiede un momenti di dipolo permanente ed una molecola apolare, che, a seguito dell’attrazione esercitata dalla molecola dipolare, diventa un dipolo indotto. Questa interazione è anche chiamata forza di induzione (o di Debye). L’energia dell’interazione è piccola, tra 2 e 10 Kj/mol. Spiega la piccola solubilità delle molecole apolari in solventi polari (es. i gas dell’aria nell’acqua).