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Interazioni deboli

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Academic year: 2021

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(1)

Le interazioni deboli o legami secondari

Le interazioni deboli o legami secondari

a) forze intermolecolari (spesso indicate come forze di

van der Waals):

• forze di dispersione (o di London)

• interazioni dipolo-dipolo

• forze di induzione

b) interazioni ione-dipolo

(2)

Forze intermolecolari (forze di van der Waals)

• forze di dispersione (o di London): sono attribuite all’effetto di spostamenti temporanei di carica che si verificano in tutti gli atomi o molecole, anche con una distribuzione simmetrica della struttura elettronica. Forze a corto raggio (1/r6)

CH3_CH2_CH2_CH2_CH3 n-pentano CH3_CH_CH2_CH3 CH3 isopentano CH3_C_CH3 CH3 CH3 neo pentano Teb = 36.1°C Teb = 27.9°C Teb = 9.5°C d = 0.626 g/cm3 d = 0.620 g/cm3 d = 0.591 g/cm3

(3)

• interazioni dipolo-dipolo: sono originate dalle interazioni

elettrostatiche tra i poli delle molecole che hanno un proprio

momento dipolare µ. I dipoli tendono ad orientarsi in modo

da avvicinare i poli di segno opposto:

+

-+

-+

-+

-+

-

+

-+

-+

-+

(4)

-• forze di induzione (o di Debye): sono dovute alla

formazione di un momento dipolare indotto in

molecole che si trovano in prossimità di una carica

(ione o dipolo permanente). Il contributo di queste

forze alle interazioni intermolecolari è generalmente

piuttosto piccolo.

(5)

Interazioni ione-dipolo

Si manifestano principalmente nelle soluzioni di composti ionici in solventi polari, in particolare in acqua. Portano alla formazione di ioni idrati:

(6)

Legami a ponte di idrogeno

Interazioni (di tipo elettrostatico) dipolo-dipolo che si realizzano quando un atomo di idrogeno si lega contemporaneamente, o, come generalmente si dice, fa da ponte tra due atomi A e B secondo lo schema:

A_H

B

A e B sono atomi di piccole dimensioni e molto elettronegativi, come azoto, ossigeno, fluoro e, in misura minore, cloro.

(7)

2 3 4 5 100 150 200 250 300 350 400 SnH4 GeH4 H 2Se H2S H 2Te SbH3 AsH3 HI HBr PH3 HCl SiH 4 CH 4 NH 3 HF H2O T ebolliz ione (K) periodo gruppo 4B gruppo 5B gruppo 6B gruppo 7B

(8)

Condizioni necessarie per la formazione di legami a H:

• l’atomo A deve avere un’elettronegatività sufficientemente

elevata

• l’atomo A deve avere dimensioni sufficientemente piccole:

- se l’atomo B appartiene ad un’altra molecola, il legame idrogeno è chiamato intermolecolare;

- se l’atomo B appartiene alla stessa molecola, il legame idrogeno è chiamato intramolecolare.

(9)

La presenza di legami a idrogeno determina:

- un aumento molto sensibile delle temperature di ebollizione e di fusione delle sostanze:

Composto Tf [°C] Teb [°C] H2O 0 100 H2S -85.5 -61.8 - un notevole incremento dei calori di fusione e di vaporizzazione - un aumento del calore specifico

(10)

Struttura del ghiaccio

(11)

Molecola Momento dipolare [D] Forze di London [%] Interazioni dipolo-dipolo [%] Interazioni di induzione [%] CO 0.1 100 ⎯ ⎯ HI 0.4 99 ⎯ 1 HBr 0.8 95 3 2 HCl 1.0 81 15 4 NH3 1.5 50 45 5 H2O 1.8 19 77 4

(12)

Legame Energia

(kJ·mol

-1

)

covalente 100

÷

1000

ionico 100

÷

1000

metallico

10 ÷ 1000

a ponte di Idrogeno

10 ÷ 40

forze di Van der Waals

0.1 ÷ 10

energia cinetica media relativa ai moti di traslazione delle molecole a

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