학습 목표
- 반 데르 발스 힘을 정의합니다.
- 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 설명합니다.
- 런던 분산력을 설명합니다.
시원하게 유지하는 방법
자기 공명 영상 (NMR) 장치는 액체 질소를 사용하여 초전도 자석을 냉각시킵니다. 질소는 실온에서 가스이며 -195.8 ° C에서 액화됩니다. 주기율표 (산소)의 이웃은 -182.95 ° C에서 끓습니다. 질소 분자 (N 2) 간의 상호 작용이 약하여 비등점이 낮습니다. 비극성 분자 간의 상호 작용은 분자 내 전자 변동의 정도에 따라 달라집니다.
Van der Waals Forces
우리는 분자간 힘의 첫 번째 유형입니다. 네덜란드의 화학자 Johannes van der Waals (1837-1923)의 이름을 따서 van der Waals 군이라고 생각합니다. Van der Waals 힘은 가장 약한 분자간 힘이며 쌍극자-쌍극자 힘과 분산력으로 구성됩니다.
쌍극자-쌍극자 힘
쌍극자-쌍극자 힘은 극 사이에서 발생하는 인력입니다. 분자. 염화수소 분자는 부분적으로 양의 수소 원자와 부분적으로 음의 염소 원자를 가지고 있습니다. 많은 염화수소 분자의 집합에서, 그들은 이웃 분자의 반대로 하전 된 영역이 서로 가까이 있도록 정렬됩니다.
그림 1. 쌍극자-쌍극자 힘은 한 쌍극자의 양의 끝이 인접한 쌍극의 음의 끝으로 끌리는 결과입니다.
쌍극자-쌍극자 힘은 본질적으로 유사하지만 이온 결합보다 훨씬 약합니다.
런던 분산력
분산력도 반 데르 발스 힘의 한 유형으로 간주됩니다. 그리고 모든 분자간 힘 중에서 가장 약합니다. 그들은 1930 년에 처음으로 존재를 제안한 Fritz London (1900-1954)의 이름을 따서 종종 런던 힘이라고 불립니다. 런던 분산력은 전자 운동의 결과로 원자 사이와 비극성 분자 사이에서 발생하는 분자간 힘입니다.
헬륨 원자의 전자 구름은 두 개의 전자를 포함하며, 일반적으로 핵 주위에 공간적으로 균등하게 분포 할 것으로 예상 할 수 있습니다. 그러나 주어진 순간에 전자 분포가 고르지 않아 순간 쌍극자가 될 수 있습니다. 이 약하고 일시적인 쌍극자는 정전기 인력 및 반발을 통해 인접한 헬륨 원자에 영향을 미칩니다. 근처 헬륨 원자에 쌍극자를 유도합니다.
그림 2. 단명 또는 헬륨 원자의 순간 쌍극자.
순간 및 유도 쌍극자는 서로 약하게 끌립니다. 분산력의 강도는 원자 또는 비극성 분자의 전자 수가 증가함에 따라 증가합니다.
할로겐 그룹은 모두 비극성 이원자 분자 형태를 취하는 4 개의 원소로 구성됩니다. 아래 표는 각각의 녹는 점과 끓는점을 비교 한 것입니다.
| 분자 | 총 전자 수 | 융점 (° C) | 끓는점 ( ° C) | 실온에서의 물리적 상태 |
| F 2 | 18 | -220 | -188 | 가스 |
| Cl 2 | 34 | -102 | -34 | 가스 |
| Br 2 | 70 | -7 | 59 | 액체 |
| I 2 | 106 | 114 | 184 | solid |
분산력 요오드 분자는 전자 수가 가장 많기 때문에 가장 강합니다. 상대적으로 강한 힘은 할로겐 그룹 중 가장 높은 녹는 점과 끓는점을 초래합니다. 이러한 힘은 실온에서 고체 상태에서 요오드 분자를 서로 가깝게 유지하기에 충분히 강합니다. 브롬, 염소 및 불소의 경우 분산력은 점차 약해지며 이는 점차적으로 낮은 녹는 점과 끓는점에서 설명됩니다. 브롬은 실온에서 액체 인 반면 염소와 불소는 분자가 서로 훨씬 더 멀리 떨어져있는 기체입니다. 분자간 힘은 가스 상태에서 거의 존재하지 않으므로 염소와 불소의 분산력은 온도가 낮아지고 액체 상태로 응축 될 때만 측정 할 수 있습니다.
요약
- 반 데르 발스 힘은 쌍극자를 포함하는 분자 사이의 약한 상호 작용입니다.
- 극 분자는 쌍극자-쌍극자 상호 작용이 영구적입니다. .
- 비극성 분자는 런던 분산력을 통해 상호 작용할 수 있습니다.
연습
아래 링크를 사용하여 다음 질문에 답하십시오.
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- 헬륨이 액체를 형성하기 전에 얼마나 차가워 야합니까?
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검토
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- 런던 분산력을 생성하는 요인 ?
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용어집
- 쌍극자-쌍극자 힘 : 극성 분자 사이에서 발생하는 인력
- 런던 분산력 : 원자와 논포 사이에서 발생하는 분자간 힘 전자의 운동으로 인한 lar 분자.
- Van der Waals 힘 : 가장 약한 분자간 힘으로 쌍극자 쌍극자 힘과 분산력으로 구성됩니다.