- 분자간 전기적 상호 작용
- 영구 쌍극자 간의 상호 작용
- 영구 쌍극자와 유도 쌍극자 간의 상호 작용
- 런던 세력 또는 분산
- Van der Waals 라디오
- 원자 간 및 분자 간 전기적 상호 작용의 힘과 에너지
- 참고 문헌
발스 힘 데르 반은 전기 분자간 힘이다 의 매력이나 반발 할 수 있습니다 성격. 분자 내부에 형성되는 이온, 공유 및 금속 결합과 본질적으로 다른 분자 또는 원자의 표면 사이에는 상호 작용이 있습니다.
이러한 힘은 약하지만 기체 분자를 끌어 당길 수 있습니다. 또한 액화 및 응고 가스와 모든 유기 액체 및 고체의 가스입니다. Johannes Van der Waals (1873)는 실제 기체의 거동을 설명하는 이론을 개발 한 사람입니다.
실제 기체에 대한 소위 Van der Waals 방정식에서-(P + an 2 / V 2 ) (V-nb)) = nRT- 두 상수가 도입됩니다. 상수 b (즉, 분자가 차지하는 부피 가스) 및 "a"는 경험적 상수입니다.
상수 "a"는 기체 분자 사이의 인력이 정확하게 표현되는 저온에서 이상 기체의 예상되는 동작과의 편차를 수정합니다. 주기율표에서 원자가 분극화하는 능력은 그룹의 상단에서 하단으로, 그리고 일정 기간 동안 오른쪽에서 왼쪽으로 증가합니다.
원자 번호가 증가함에 따라 전자의 수가 증가함에 따라 외부 껍질에있는 것들은 더 쉽게 이동하여 극성 요소를 형성합니다.
분자간 전기적 상호 작용
영구 쌍극자 간의 상호 작용
영구 쌍극자 인 전기적으로 중성 분자가 있습니다. 이것은 전자 분포의 섭동으로 인해 분자 끝을 향해 양전하와 음전하가 공간적으로 분리되어 쌍극자를 구성합니다 (마치 자석처럼).
물은 분자의 한쪽 끝에있는 2 개의 수소 원자와 다른 쪽 끝에있는 산소 원자로 구성됩니다. 산소는 수소보다 전자에 대한 친화력이 더 높고 끌어 당깁니다.
이것은 전자를 산소쪽으로 변위시켜 음전하를 띠고 수소는 양전하를 띠게합니다.
물 분자의 음전하는 다른 물 분자의 양전하와 정전 기적으로 상호 작용하여 전기적 인력을 유발할 수 있습니다. 따라서 이러한 유형의 정전기 상호 작용을 Keesom 힘이라고합니다.
영구 쌍극자와 유도 쌍극자 간의 상호 작용
영구 쌍극자는 쌍극자 모멘트 (µ)를 나타냅니다. 쌍극자 모멘트의 크기는 수학적 표현으로 제공됩니다.
µ = qx
q = 전하.
x = 극 사이의 공간 거리.
쌍극자 모멘트는 일반적으로 음극에서 양극으로 향하는 벡터입니다. μ의 크기는 3.34 × 10 디바이 (에 표현 상처 -30 CM을
영구 쌍극자는 중성 분자와 상호 작용하여 전자 분포를 변경하여이 분자에서 쌍극자를 유도 할 수 있습니다.
영구 쌍극자와 유도 쌍극자는 전기적으로 상호 작용하여 전기적 힘을 생성 할 수 있습니다. 이러한 유형의 상호 작용을 유도라고하며 이에 작용하는 힘을 Debye 힘이라고합니다.
런던 세력 또는 분산
이러한 인력의 본질은 양자 역학에 의해 설명됩니다. 런던은 전기 중성 분자에서 전자의 음전하 중심과 핵의 양전하 중심이 일치하지 않을 수 있다고 가정했습니다.
따라서 전자 밀도의 변동은 분자가 임시 쌍극자처럼 행동하도록합니다.
이것은 그 자체로 인력에 대한 설명이 아니지만 일시적인 쌍극자는 인접한 분자의 적절하게 정렬 된 분극을 유도하여 인력을 생성 할 수 있습니다. 전자적 변동에 의해 생성 된 인력을 런던 힘 또는 분산이라고합니다.
Van der Waals 힘은 이방성을 나타 내기 때문에 분자의 방향에 영향을받습니다. 그러나 분산 형 상호 작용은 항상 매력적입니다.
런던의 힘은 분자 나 원자의 크기가 커질수록 강해집니다.
할로겐에서 원자 번호 가 낮은 F 2 및 Cl 2 분자 는 기체입니다. 브롬 이 높은 원자 번호는 액체 및 I이고 2 , 높은 원자 번호 할로겐, 실온에서 고체이다.
원자 번호가 증가함에 따라 존재하는 전자 수가 증가하여 원자의 분극화를 촉진하여 원자 간의 상호 작용을 촉진합니다. 이것은 할로겐의 물리적 상태를 결정합니다.
Van der Waals 라디오
분자 간의 상호 작용과 원자 간의 상호 작용은 r v 라고하는 중심 간의 임계 거리에 따라 매력적이거나 반발적일 수 있습니다 .
r v 보다 큰 분자 또는 원자 사이의 거리에서 , 한 분자의 핵과 다른 분자의 전자 사이의 인력은 두 분자의 핵과 전자 사이의 반발보다 우세합니다.
설명 된 경우 상호 작용이 매력적이지만 분자가 rv보다 작은 중심 사이의 거리에 접근하면 어떻게 될까요? 그런 다음 반발력이 매력적인 힘보다 우세하여 원자 사이의 더 가까운 접근에 반대합니다.
r v 의 값은 소위 Van der Waals 반경 (R)으로 제공됩니다. 구형 및 동일한 분자의 경우 r v 는 2R과 같습니다. 반경 R 1 과 R 2 의 두 가지 다른 분자에 대해 : r v 는 R 1 + R 2와 같습니다 . Van der Waals 반경 값은 표 1에 나와 있습니다.
표 1에 주어진 값 은 수소에 대해 0.12nm ( 10-9m ) 의 Van der Waals 반경을 나타냅니다 . 따라서이 원자 의 r v 값 은 0.24 nm입니다. r v 값 이 0.24 nm 미만이면 수소 원자간에 반발이 발생합니다.
표 1. 일부 원자 및 원자 그룹의 반 데르 발스 반경.
원자 간 및 분자 간 전기적 상호 작용의 힘과 에너지
진공 상태에서 거리 r만큼 분리 된 한 쌍의 전하 q 1 과 q 2 사이의 힘은 쿨롱의 법칙에 의해 주어집니다.
F = k. q 1 .q 2 / r 2
이 식에서 k는 사용 된 단위에 따라 값이 달라지는 상수입니다. Coulomb의 법칙을 적용하여 주어진 힘의 값이 음수이면 인력을 나타냅니다. 반대로, 힘에 주어진 값이 양수이면 반발력을 나타냅니다.
분자는 일반적으로 가해지는 전기력을 차단하는 수성 매체에 있기 때문에 유전 상수 (ε)라는 용어를 도입해야합니다. 따라서이 상수는 Coulomb의 법칙을 적용하여 전기력에 대해 주어진 값을 수정합니다.
F = kq 1 .q 2 /ε.r 2
마찬가지로 전기적 상호 작용 (U)에 대한 에너지는 다음 식으로 제공됩니다.
U = k. q 1 .q 2 /ε.r
참고 문헌
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- Wikipedia. (2017). 반 데르 발스 군대. 2018 년 5 월 27 일에 검색 : es.wikipedia.org
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- Mathews, CK, Van Holde, KE 및 Ahern, KG (2002) 생화학. 세 번째 버전. Addison Wesley Longman, Inc.