Concetti Chiave
- Le forze elettrostatiche tra molecole influenzano i legami secondari, mantenendo le molecole vicine nello stato solido o liquido.
- I legami dipolo-dipolo si formano tra molecole polari, mentre le forze di London agiscono tra molecole non polari, entrambe influenzando le proprietà fisiche delle sostanze.
- I legami a idrogeno sono più forti dei legami dipolo-dipolo e giocano un ruolo cruciale nelle proprietà dell'acqua, come la sua alta temperatura di ebollizione.
- La solvatazione avviene quando le molecole polari, come l'acqua, circondano gli ioni, stabilendo interazioni elettrostatiche che influenzano la solubilità.
- Le forze di dispersione sono deboli e agiscono tra gli atomi dei gas nobili, risultando in punti di fusione e di ebollizione molto bassi rispetto ad altre sostanze.
Indice
Forze elettrostatiche tra molecole
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
Legami dipolo-dipolo e loro effetti
Nei primi due legami, le forze che generano i legami deboli sono chiamate La forza dipolo-dipolo si genera tra molecole elettricamente neutre ma polari, cioè caratterizzate da dipoli permanenti.
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.
Solvatazione e forze di London
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.
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.
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.
Legami a idrogeno e proprietà dell'acqua
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 le forze elettrostatiche che agiscono tra le molecole?
- Come influiscono i legami dipolo-dipolo sulle proprietà fisiche delle sostanze?
- Cosa avviene durante la solvatazione dei cristalli di NaCl in acqua?
- Qual è l'importanza dei legami a idrogeno nell'acqua?
- Perché le forze di dispersione sono più deboli rispetto ad altri legami?
Tra le molecole esistono forze elettrostatiche che creano legami secondari, come le forze dipolo-dipolo tra molecole polari, le forze di dispersione o di London tra molecole non polari, e i legami a idrogeno tra atomi di idrogeno e atomi elettronegativi di altre molecole.
I legami dipolo-dipolo, essendo più forti dei legami tra molecole apolari, determinano punti di fusione e di ebollizione più elevati per le sostanze polari rispetto a quelle apolari con massa molecolare simile.
Quando i cristalli di NaCl si sciolgono in acqua, le molecole d'acqua polari circondano gli ioni Na+ e Cl-, orientandosi in base alla loro carica elettrica, creando un'interazione secondaria nota come solvatazione.
I legami a idrogeno conferiscono all'acqua molte delle sue proprietà fisiche uniche, come la sua elevata temperatura di ebollizione e la sua densità inferiore da solida a liquida, permettendo al ghiaccio di galleggiare.
Le forze di dispersione, che agiscono tra molecole non polari, sono molto deboli e la loro intensità dipende dalle dimensioni degli atomi; perciò, i punti di fusione e di ebollizione degli elementi gassosi nobili sono molto bassi.
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