Межмолекулярные взаимодействия в органических соединениях
Межмолекулярные взаимодействия – это взаимодействия между молекулами, которые не сопровождаются образованием новых ковалентных связей, однако определяют силы притяжения между молекулами, а тем самым — фазовое состояние и физические свойства органических соединений. Эти силы имеют электрическую природу и обусловлены следующими составляющими:
- Диполь-дипольные взаимодействия (имеют место между полярными молекулами, обладающими постоянными значениями дипольных моментов, их энергии не превышают 1 ккал/моль).
Диполь-дипольное межмолекулярное взаимодействие
- Дисперсионные взаимодействия (характерны для неполярных молекул) обусловлены притяжением индуцированных полей. Дисперсионное взаимодействие обусловлено притяжением индуцированных полей. Оно не имеет классического аналога и определяется квантово-механическими флуктациями электронной плотности. Мгновенное распределение заряда внутри одной молекулы, характеризуемое мгновенным дипольным моментом, индуцирует мгновенный дипольный момент в другой молекуле. Силы притяжения между индуцированными диполями называются силами Лондона или дисперсионными силами.
Дисперсионное межмолекулярное взаимодействие
Эти силы представляют собой один из типов ван-дер-ваальсовых сил, которые могут быть как притягивающими, так и отталкивающими и существуют между несвязанными атомами или молекулами. При наличии полярных связей в молекуле органического соединения между его молекулами также могут возникать взаимодействия диполь-индуцированный диполь (наряду с диполь-дипольными взаимодействиями). Энергия дисперсионных сил также мала (0,5-2,5 ккал/моль).
Упомянутые выше межмолекулярные взаимодействия составляют основу неспецифической сольватации органических соединений. Накопление взаимодействий индуцированных полей может быть причиной заметных изменений физических свойств органических соединений, и прежде всего температур их кипения и плавления.
- Водородные связи.
Значение межмолекулярных взаимодействий
Эффекты межмолекулярных взаимодействий объясняют способность низкомолекулярных соединений существовать в виде жидких и твердых веществ.
Конечно, указанные выше взаимодействия между молекулами возможны и внутри молекул, если они содержат соответствующие функциональные группы и фрагменты. Особенно это относится к высокомолекулярным соединениям. Водородные связи, взаимодействия диполь — диполь, диполь — индуцированный диполь и дисперсионные силы в значительной мере определяют пространственную структуру сложных биологически важных соединений (белков, углеводов и т.д.)
Автор: Травень В.Ф.
Источник: Органическая химия: Учебник для ВУЗов, Травень В.Ф., Москва, Академкнига, 2004 год
Дата в источнике: 2004 год