Interazioni ione-dipolo e interazioni ione dipolo-indotto

Interazioni ione-dipolo

Sono interazioni che vengono a crearsi tra uno ione e una molecola polare (quindi un dipolo). Questo legame intermolecolare è all'origine della solubilità delle sostanze ioniche in acqua: nella cosiddetta idratazione il catione attrae l’estremità negativa dei dipoli dell’acqua, l’anione l’estremità positiva. Il numero di molecole di acqua legate, denominato numero di idratazione dello ione, è direttamente proporzionale alla carica dello ione e inversamente proporzionale alla sua dimensione. L’energia dell’interazione, solitamente compresa tra 40 e 600 Kj/mol, aumenta al crescere della carica ionica e al diminuire del raggio ionico. Ioni piccoli come Li+, Na+, F-, OH- sono capaci di legare anche 15-20 molecole di acqua nella sfera di idratazione.
Questa tipologia di interazione oltre a spiegare la solvatazione (solubilità di Sali in solventi polari come l’acqua) spiega anche la presenza di ioni idrati nei minerali.
Sono interazioni che vengono a formarsi quando uno ione induce la formazione di un dipolo non permanente (indotto) in una molecola normalmente apolare. L’energia dell’interazione è bassa, va da 3 a 15 Kj/mol. Questa interazione spiega la piccola solubilità in solventi apolari e la fissazione reversibile dell’O2 sullo ione Fe2+ dell’emoglobina.
La capacità della nuvola elettronica di un atomo o molecola di essere distorta da un campo elettrico è detta polarizzabilità (la polarizzabilità quindi è la tendenza alla separazione di cariche che può avvenire in una molecola). La polarizzabilità aumenta all'aumentare del numero atomico, ovvero all'aumentare della dimensione della nuvola elettronica, la quale, più sarà distante dal nucleo, meno sarà attratta da esso.
I cationi sono meno polarizzabili degli atomi neutri, mentre gli anioni sono più polarizzabili degli atomi neutri.