כוחות בין-מולקולריים הם הדרכים בהן מולקולות התרכובות (קוטביות או לא קוטביות) הנוצרות על ידי קשרים קוולנטיים מתקשרות זו עם זו. הם הוצעו בשנת 1873 על ידי הכימאי והפיזיקאי ההולנדי דידריק ואן דר ואלס.
על פי ואן דר וואלס, מולקולות יכולות לתקשר בצורה שונה זו עם זו. אינטראקציות שונות אלו משפיעות רבות על ה- נקודת התכה (MP) ונקודת רתיחה (PE) של חומרים. לפיכך, העוצמה שבה המולקולות מתקשרות מגדירה את שלהן מצב פיזי (מוצק, נוזלי או גזי).
תפיסת קיומם של כוחות בין-מולקולריים (אינטראקציות) שונות היא פשוטה, מכיוון שבטבע אנו יכולים למצוא את אותו חומר במצבים פיזיקליים שונים. עכשיו הכירו את שלושת סוגי הכוחות הבין מולקולריים שיכולים להתקיים בין חומרים הנוצרים על ידי קשרים קוולנטיים:
→ כוחות לונדוניים או המושרה על ידי דיפול
זה סוג הכוח שמתרחש בין מולקולות לא קוטביותכלומר מולקולות שאין לה קטבים (חיוביים ושליליים), מכיוון שהאלקטרונים מפוזרים באופן שווה באלקטרוספירה שלהם, כמו בתמונה למטה:
התפלגות אחידה של אלקטרונים במולקולה לא קוטבית
עם זאת, בשלב מסוים, אלקטרונים יכולים להצטבר באזור של מולקולה, וליצור בו קוטב שלילי וחיובי. מכיוון שמולקולה זו קרובה לשנייה, דיפול זמני זה בסופו של דבר גורם לאלקטרונים מהמולקולה השנייה להצטבר בקצה אחד, וכן הלאה:
היווצרות דיפול זמני במולקולה לא קוטבית
לפיכך, למולקולות שהיו לא קוטביות יש כעת דיפול שנוצר.
האינטראקציה של מולקולות לא קוטביות מתרחשת באופן המושרה
כמה דוגמאות לחומרים שמולקולות שלהם מתקשרות בכוח מסוג זה הן: פחמן דו חמצני (CO2), גז מתאן (CH4), גז אתאן (ג2ה6) וגז מימן (H2).
→ חוזק דיפול קבוע או דיפול-דיפול
זהו סוג של כוח בין-מולקולרי המתרחש בין מולקולות קוטביות (למעט אלה שיש בהם היסוד מימן המקושר ישירות לפלואור, חמצן או חנקן). כמה דוגמאות לחומרים שמולקולותיהם מתקשרות על ידי דיפול דיפול הם חומצה הידרוכלורית (HCl), דו תחמוצת הגופרית (SO2), חומצה הידרו-ברומית (HBr) וחומצה הידרו-ציאנית (HCN).
מכיוון שהמולקולות הן קוטביות (יש להן קטבים חיוביים ושליליים), הן מתקשרות כך שהקוטב השלילי של האחד מתאחד עם הקוטב החיובי של השני, וכן הלאה:
ייצוג הדיפול הקבוע בין מולקולות חומצה הידרוכלורית
בשל נוכחותו של הדיפול, מכיוון שהמולקולות הן קוטביות, האינטראקציה הדיפול-דיפול אינטנסיבית יותר מהדיפול המושרה.
→ קשרי מימן
זהו סוג של כוח בין-מולקולרי המתרחש גם ב מולקולות קוטביות, אך רק אם אטום המימן מקושר ישירות לאחד משלושת היסודות הכימיים (פלואור, חמצן וחנקן) פלוס שלילי אלקטרונים של הטבלה המחזורית.
כמה דוגמאות למולקולות אשר מתקשרות על ידי קשרי מימן הן: חומצה הידרופלואורית (HF), אמוניה (NH3) ומים (ח2O).
נוסחאות מבניות החומרים חומצה הידרופלואורית, אמוניה ומים
כיצד מתרחש קשירת מימן במולקולות שההבדל האלקטרוני שלילי בין האטומים הוא מאוד גדול, זהו כוח אינטר-מולקולרי בעוצמה גבוהה (גדול יותר מהדיפול-דיפול והדיפול מושרה).
ראה ייצוג של אינטראקציה זו:
ייצוג קשרי מימן בין מולקולות מים
על ידי. דיוגו לופס דיאס
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-sao-forcas-intermoleculares.htm
