7. forze intermolecolari Flashcards
Forze intermolecolari
Interazioni deboli di tipo elettrostatico che si instaurano tra molecole.
Sono responsabili delle proprietà fisiche e dell’esistenza degli stati condensati (solido e liquido).
Proprietà differenti dal legame covalente:
- minore forza
- minore direzionalità, poiché le forze intermolecolari sono dovute alla presenza di dipoli elettrici, i quali si esercitano nello spazio in tutte le direzioni
- all’aumentare della distanza, l’intensità diminuisce notevolmente
- polarizzabilità, ovvero capacità di generare un momento di dipolo tramite la delocalizzazione della densità elettronica.
Ne esistono diversi tipi:
- interazione ione-dipolo
- interazione dipolo-dipolo
- legame a idrogeno
- interazione dipolo-dipolo indotto
- interazione dipolo istantaneo-dipolo indotto.
In ordine di forza del legame, misurata in base all’energia necessaria a romperli:
1. ione-dipolo
2. legame a idrogeno
3. dipolo-dipolo
4. dipolo-dipolo indotto
5. dispersione di London
Interazione ione-dipolo
È la forza attrattiva tra uno ione e una molecola polare (con momento di dipolo permanente).
In un solvente polare, ad esempio in soluzione acquosa, le molecole di acqua si dispongono attorno al composto ionico rivolgendo la parte negativa verso il catione e la parte positiva verso l’anione.
L’intensità del legame aumenta all’aumentare della carica dello ione oppure al diminuire del suo raggio.
Interazione dipolo-dipolo
È la forza attrattiva tra molecole polari.
L’estremità positiva di una molecola è attratta dall’estremità negativa dell’altra.
Maggiore è la forza di attrazione tra le molecole di un liquido, maggiore è l’energia necessaria per separarle. Perciò i composti polari hanno un valore di entalpia di evaporazione (energia necessaria a rompere i legami tra le molecole) più alto dei composti apolari.
«Il simile scioglie il simile»
I composti polari si sciolgono più facilmente in solventi polari e i composti apolari si sciolgono più facilmente in solventi apolari.
Legame a idrogeno
Forma particolare di interazione dipolo-dipolo.
Avviene tra un atomo di H legato covalentemente a un atomo fortemente elettronegativo (N, O, F), detto accettore, e un altro atomo fortemente elettronegativo con almeno un doppietto elettronico disponibile, detto donatore.
Poiché l’H è poco elettronegativo, la grande differenza di elettronegatività rende il legame con N, O o F fortemente polare. In questi legami, la densità elettronica è spostata verso l’N, O o F, lasciando l’H con una carica positiva che ‘accetta’ la carica negativa di un altro atomo fortemente elettronegativo con almeno un lone pair.
Le molecole d’acqua si legano tramite legame a idrogeno tra l’H di una molecola e l’O di un’altra.
Perciò, una molecolare d’acqua può formare al massimo 4 legami a idrogeno.
Tuttavia, quando è in fase liquida ne forma 3 poiché le molecole si muovono e dunque i legami si formano e si rompono in continuazione.
In fase solida ogni molecola forma 4 legami. La densità del ghiaccio è minore della densità dell’acqua, ovvero il ghiaccio è più voluminoso dell’acqua, poiché la distanza tra le molecole è maggiore quando esse sono legate.
I legami a idrogeno sono più forti delle altre forze intermolecolari, eccetto le forze ione-dipolo. Per questo motivo, molecole come H2O, HF e NH3 hanno punto di ebollizione più alti di quelli che si attenderebbero solo sulla base della massa molare.
Interazione dipolo-dipolo indotto
Una molecola polare può indurre un dipolo in una molecolare apolare respingendo o attirando la nube elettronica dell’altra con la propria densità elettronica.
Tale processo è detto polarizzazione e dipende dalla polarizzabilità della molecola.
In generale, atomi più grandi sono più polarizzabili.
Interazione dipolo istantaneo-dipolo indotto
È l’interazione più debole in assoluto, ma anche queste sono additive.
Anche dette forze di dispersione di London, sono possibili per tutte le molecole (polari e apolari).
Una molecola, sebbene apolare, può avere una nube elettronica non disposta simmetricamente. Ciò significa che, anche a causa del movimento della molecola, può formarsi un dipolo istantaneo.
In prossimità di altre molecole, il dipolo istantaneo indurrà un dipolo in un’altra molecola apolare.
Le forze dipolo istantaneo-dipolo indotto aumentano all’aumentare della massa molecolare: una molecola più grande ha più elettroni, quindi forma un dipolo più intenso e induce un dipolo più intenso e dunque forma un legame più forte.
Inoltre, se le due molecole sono lineari, l’interazione tra loro è maggiore.
