Concetti Chiave
- La formazione di dipoli istantanei avviene in molecole apolari a causa della temporanea distribuzione asimmetrica degli elettroni, generando attrazioni elettrostatiche tra molecole.
- Le forze di Van der Waals si formano tra un dipolo permanente e un dipolo indotto, risultando più deboli rispetto alle interazioni dipolo-dipolo, ma aumentano con la massa molecolare.
- Le forze di dispersione di London sono un tipo di forze di Van der Waals e sono più forti in molecole con maggiore massa molecolare e polarizzabilità.
- La variazione degli stati fisici degli alogeni (gas, liquidi, solidi) è correlata alla loro massa molecolare e alla forza delle interazioni tra le molecole.
- Con l'aumento della massa molecolare degli alogeni, aumenta anche la polarizzabilità e le forze attrattive, spiegando il passaggio da gas a solidi nei membri del gruppo.
Formazione dei dipoli istantanei
In una molecola apolare, in cui gli elettroni sono distribuiti in modo uniforme sulla molecola, nel tempo si verificano delle variazioni nella simmetria degli elettroni: in un certo istante essi infatti possono addensarsi maggiormente da un lato e in un istante successivo possono spostarsi all'altra estremità. Si crea cosi' un dipolo istantaneo (temporaneo). A contatto con questo dipolo, che dura un i stante, le molecole circostanti si polarizzano a loro volta: gli elettroni di queste molecole si allontanano dal polo negativo per repulsione e anche in queste molecole si crea una separazione di carica creano nella molecola un dipolo indotto, anch'esso temporaneo. Tra i dipoli, finché esistono, si crea un'attrazione elettrostatica che li tiene insieme, detta forza di dispersione di London.
Quali sono le forze di Van der Waals?
Si dicono forze di Van der Waals si invece quelle che si formano tra un dipolo permanente e un dipolo indotto.
A parità di massa molecolare le forze di Van der Waals e di London sono più deboli di quelle dipolo-dipolo, ma aumentando la massa molecolare, e con essa il numero di elettroni, le molecole sono più facilmente polarizzabili. Quindi aumentando la massa molecolare le forze di London e di Van der Waals aumentando.
Esempi negli alogeni
Prove di questo sono i diversi stati fisici degli alogeni: fluoro e cloro sono gas, il bromo é liquido e lo iodio é solido. Cio' si spiega con il fatto che essi esistono come molecole biatomiche apolari: se la massa molecolare é piccola, la molecola é poco polarizzabile e le interazioni sono deboli, mentre scendendo lungo il gruppo la massa molecolare aumenta e con essa le forze attrattive, per cui bromo e iodio passano a stati condensati.
Domande da interrogazione
- Come si formano i dipoli istantanei nelle molecole apolari?
- Qual è la differenza tra le forze di Van der Waals e le forze di London?
- Come si spiegano i diversi stati fisici degli alogeni?
Nelle molecole apolari, gli elettroni possono temporaneamente addensarsi da un lato, creando un dipolo istantaneo. Questo dipolo induce una polarizzazione nelle molecole circostanti, generando un dipolo indotto e dando origine a forze di dispersione di London tra di essi.
Le forze di Van der Waals si formano tra un dipolo permanente e un dipolo indotto, mentre le forze di London sono specifiche per dipoli istantanei. Sebbene siano più deboli delle forze dipolo-dipolo, aumentano con la massa molecolare e la polarizzabilità delle molecole.
Gli alogeni mostrano diversi stati fisici (gas per fluoro e cloro, liquido per bromo, solido per iodio) a causa della loro massa molecolare crescente. Maggiore è la massa molecolare, maggiore è la polarizzabilità e le forze attrattive, che portano a stati condensati per bromo e iodio.
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