ファンデルワールス力とは何ですか?



ファンデルワールス軍 それらは電気的性質の分子間力であり、魅力的または反発的になり得る。分子または原子の表面間に相互作用があり、本質的に分子内部に形成されているイオン結合、共有結合および金属結合とは異なります。.

弱いけれども、これらの力はガスの分子を引き付けることができます。また、液化固化ガスのもの、すべての液体および有機固体のものも含まれます。 Johannes Van der Waals(1873)は、実際のガスの挙動を説明するための理論を開発した人物です。.

実ガスのいわゆるファンデルワールス方程式では - (P +  あるn2/ V2)(V - nb))= nRT- 2つの定数が導入されます。定数b(つまり、気体分子が占める体積)と "a"(経験的定数).

定数「a」は、正確には気体の分子間の引力が表されるところで、低温における理想気体の予想される挙動の偏差を補正する。原子が分極する能力は、グループの最上部の周期表で、これの最下部まで、そして期間内で右から左へと増加する。.

原子番号、つまり電子の数を増やすことで、外層にあるものは移動しやすくなり、極性元素が形成されます。.

索引

  • 1分子間電気的相互作用
    • 1.1永久双極子間の相互作用
    • 1.2永久双極子と誘導双極子の相互作用
  • 2ロンドン軍または分散
  • 3ファンデルワールスラジオ
  • 4原子間および分子間の電気的相互作用の力とエネルギー
  • 5参考文献

分子間電気的相互作用

永久双極子間の相互作用

永久双極子である電気的に中性の分子があります。これは、電子分布の乱れが原因で、分子の端に向かって正電荷と負電荷が空間的に分離され、(まるで磁石のように)双極子を構成します。.

水は分子の一方の端にある2個の水素原子ともう一方の端にある酸素原子で構成されています。酸素は水素よりも電子に対する親和性が大きく、それらを引き付ける.

これは電子を酸素に向かって移動させ、これは負に荷電しており、水素は正に荷電している.

水分子の負電荷は他の水分子の正電荷と静電的に相互作用して電気的引力を生じさせることがある。したがって、この種の静電相互作用はキーソム力と呼ばれます。.

永久双極子と誘導双極子の間の相互作用

永久双極子は、いわゆる双極子モーメント(μ)を表します。双極子モーメントの大きさは数式で与えられます。

μ= q.x

q =電荷.

x =極間の空間距離.

双極子モーメントは、慣例により、負極から正極に向けて表されるベクトルです。 μ傷の大きさはデバイ語で表現されます(3.34×10-30 C.m.

永久双極子は中性分子と相互作用してその電子分布に変化を起こし、この分子を起源とする誘導双極子.

永久双極子と誘導双極子は電気的に相互作用し、電気力を生み出すことができる。この種の相互作用は誘導として知られており、それに作用する力はデバイ力と呼ばれます。.

ロンドン軍または分散

これらの引力の性質は量子力学によって説明されます。ロンドンは、瞬間的に、電気的に中性の分子では電子の負電荷の中心と核の正電荷の中心が一致しないかもしれないと仮定した.

そして、電子密度の揺らぎによって、分子は一時的な双極子のように振舞う.

これはそれ自体引力の説明ではないが、時間双極子は隣接分子の適切に整列した分極を誘起し、引力の発生をもたらすことができる。電子の揺らぎによって生じる引力は、ロンドンの力または分散と呼ばれます。.

ファンデルワールス力は異方性を示すので、それらは分子の配向によって影響されます。しかしながら、分散型相互作用は常に主に魅力的です。.

分子や原子のサイズが大きくなるにつれて、ロンドンの力は強くなります.

ハロゲン、F分子2 とCl2 原子番号の小さいものは気体です。 Br2 大きい原子番号の液体と液体2, 大きい原子番号のハロゲンは室温で固体です.

原子番号を増やすと、存在する電子の数が増えます。これにより、原子の分極が促進され、したがってそれらの間の相互作用が促進されます。これはハロゲンの物理的状態を決定します.

Van der Waalsのラジオ

分子間および原子間の相互作用は、それらの中心間の臨界距離に応じて、魅力的または反発的になる可能性があります。v.

分子または原子間の距離がrより大きいv, 1つの分子の核と他の分子の電子との間の引力は、核と2つの分子の電子との間の反発力よりも優勢です。.

上記の場合、相互作用は魅力的ですが、分子がそれらの中心間の距離がrv未満に近づくとどうなりますか。それから、反発力は魅力的なものより優勢で、それは原子間のより大きなアプローチに反対します.

rの値v いわゆるファンデルワールス(登録商標)無線によって与えられる。球形で同一の分子に対してv は2Rに等しい。 2つの異なる分子の半径R1 とR2:rv はRと等しい1 +  R2. ファンデルワールス無線機の値を表1に示す。.

表1に示す値は、ファンデルワールス半径0.12nm(10)を示す。-9 m)水素の場合。それから、rの値v  この原子では0.24 nmです。値がrの場合v 0.24nm未満では水素原子間に反発力が生じる。.

原子間および分子間の電気的相互作用の力とエネルギー

いくつかの電荷間の力1 そしてq2, 距離rだけ真空中で分離され、クーロンの法則によって与えられる.

F = kである。 q1.q2/ r2

この式で、kは定数であり、その値は使用される単位によって異なります。クーロンの法則の適用によって与えられる力の値が負の場合、それは引力を示します。反対に、力に与えられた値が正であれば、それは反発力を示しています.

分子は通常、加えられる電気力を遮蔽する水性媒体中にあるので、誘電率(ε)という用語を導入する必要がある。したがって、この定数は、クーロンの法則の適用によって電気力に与えられる値を補正します。.

F = k.q1.q2/ε.r2

同様に、電気的相互作用のエネルギー(U)は次式で与えられます。

U = kである。 q1.q2/ε.r

参考文献

  1. ブリタニカ百科事典の編集者。 (2018)。ファンデルワールス軍。 2018年5月27日、以下から取得しました:britannica.com
  2. ウィキペディア(2017)ファンデルワールス軍。 2018年5月27日、en.wikipedia.orgから取得。
  3. キャスリン・ラッシュ、リサ・ピーターソン、セイラ・ブット、アイリーン・ライ. ファンデルワールス軍. 2018年5月27日、chem.libretexts.orgから取得しました
  4. Morris、J. G.(1974)A Biologist's Physical Chemistry。 2版。エドワードアーノルド(出版社)限定.
  5. マシューズ、C.K。、ヴァンホールデ、K。 Ahern、K. (2002)Biochemistry。第3版Addison Wesley Longman、Inc.