Vad är intermolekylära krafter?

Inom kemi beskriver intermolekylära krafter olika elektrostatiska krafter som finns mellan atomer och molekyler. Dessa krafter inkluderar jon-dipolkrafter, vätebindning, dipol-dipolkrafter och London-dispersionskrafter. Även om dessa krafter i allmänhet är mycket svagare än joniska eller kovalenta bindningar, kan de fortfarande ha stor inverkan på de fysikaliska egenskaperna hos vätskor, fasta ämnen eller lösningar.

Alla intermolekylära krafter är elektrostatiska till sin natur. Detta betyder att mekaniken för dessa krafter beror på växelverkan mellan laddade arter som joner och elektroner. Faktorer relaterade till elektrostatiska krafter, såsom elektronegativitet, dipolmoment, jonladdningar och elektronpar, kan i hög grad påverka typerna av intermolekylära krafter mellan två givna kemiska arter.

Jon-dipolkrafter finns mellan joner och de partiella laddningarna i ändarna av polära molekyler. Polära molekyler är dipoler och har en positiv ände och en negativ ände. Positivt laddade joner attraheras till den negativa änden av en dipol och negativt laddade joner attraheras till den positiva änden av en dipol. Styrkan hos denna typ av intermolekylär attraktion ökar med ökande jonladdning och ökande dipolmoment. Denna speciella typ av kraft finns vanligtvis i joniska ämnen lösta i polära lösningsmedel.

För neutrala molekyler och atomer inkluderar de intermolekylära krafterna som kan finnas dipol-dipolkrafter, vätebindning och London-dispersionskrafter. Dessa styrkor utgör van der Waals-styrkorna, som är uppkallade efter Johannes van der Waals. I allmänhet är de svagare än jon-dipolkrafter.

Dipol-dipolkrafter uppstår när den positiva änden av en polär molekyl närmar sig den negativa änden av en annan polär molekyl. Själva kraften beror på molekylernas närhet. Ju längre bort molekylerna är, desto svagare är dipol-dipolkrafterna. Kraftens storlek kan också öka med ökande polaritet.

Londonspridningskrafter kan uppstå mellan både opolära och polära kemiska arter. De är namngivna för att hedra sin upptäckare, Fritz London. Själva kraften uppstår på grund av bildandet av momentana dipoler; dessa kan förklaras av elektronernas rörelse i de kemiska arterna.
Momentana dipoler skapas när elektroner runt en kemisk art attraheras till kärnan av en annan kemisk art. I allmänhet är Londons spridningskrafter större för större molekyler, eftersom större molekyler har fler elektroner. Stora halogener och ädelgaser har till exempel högre kokpunkter än små halogener och ädelgaser på grund av detta.

Vätebindningar uppstår mellan väteatomer i en polär bindning och odelade elektronpar på små elektronegativa joner eller atomer. Denna typ av intermolekylär kraft ses ofta mellan väteatomer och fluor, syre eller kväve. Vätebindningar kan hittas i vatten och är ansvariga för vattnets höga kokpunkt.
Intermolekylära krafter kan ha en djupgående effekt på de fysiska egenskaperna hos en kemisk art. Typiskt är höga kokpunkter, smältpunkter och viskositet förknippade med höga intermolekylära krafter. Även om de är mycket svagare än kovalenta och joniska bindningar, är dessa krafter av intermolekylär attraktion fortfarande viktiga för att beskriva beteendet hos kemiska arter.