Apa itu kekuatan dipol dipol?



itu kekuatan dipol dipol atau gaya Keesom adalah interaksi antar molekul yang ada dalam molekul dengan momen dipol permanen. Ini adalah salah satu kekuatan Van der Waals dan, meskipun jauh dari kekuatan terkuat, itu adalah faktor kunci yang menjelaskan sifat fisik dari banyak senyawa..

Istilah "dipol" secara eksplisit merujuk pada dua kutub: satu negatif dan satu positif. Jadi, kita berbicara tentang molekul dipolar ketika mereka telah menetapkan daerah dengan kerapatan elektronik tinggi dan rendah, yang hanya mungkin jika elektron "bermigrasi" secara istimewa menuju atom-atom tertentu: yang paling elektronegatif.

Gambar atas menggambarkan interaksi dipol-dipol antara dua molekul A-B dengan momen dipol permanen. Juga, dapat diamati bagaimana molekul diorientasikan sehingga interaksinya efisien. Dengan cara ini, wilayah positif δ + menarik wilayah negatif δ-.

Menurut hal di atas, dapat ditentukan bahwa jenis interaksi ini bersifat terarah (tidak seperti interaksi muatan ionik). Molekul-molekul di lingkungan mereka mengorientasikan kutub mereka sedemikian rupa sehingga, meskipun mereka lemah, jumlah semua interaksi ini memberikan stabilitas antar molekul yang besar untuk senyawa tersebut..

Ini menghasilkan senyawa (organik atau anorganik) yang mampu membentuk interaksi dipol-dipol yang menunjukkan titik didih atau titik leleh yang tinggi.

Indeks

  • 1 momen dipolar
    • 1.1 Simetri
    • 1.2 Asimetri dalam molekul non-linear
  • 2 Orientasi dari dipol
  • 3 Interaksi dengan jembatan hidrogen
  • 4 Referensi

Momen Dipolar

Momen dipol μ molekul adalah besaran vektor. Dengan kata lain: itu tergantung pada arah di mana ada gradien polaritas. Bagaimana dan mengapa gradien ini berasal? Jawabannya terletak pada tautan dan sifat intrinsik atom-atom unsur-unsur itu.

Misalnya, pada gambar atas A lebih elektronegatif daripada B, jadi pada tautan A-B kerapatan elektron tertinggi terletak di sekitar A.

Di sisi lain, B "melepaskan" awan elektroniknya dan, karenanya, dikelilingi oleh wilayah yang miskin elektron. Perbedaan dalam keelektronegatifan antara A dan B ini menciptakan gradien polaritas.

Karena satu daerah kaya akan elektron (δ-) sedangkan yang lainnya miskin elektron (δ +), kedua kutub tersebut muncul, yang, tergantung pada jarak di antara mereka, menghasilkan besaran μ yang berbeda, yang ditentukan untuk setiap senyawa.

Simetri

Jika sebuah molekul dari senyawa yang diberikan memiliki μ = 0, maka itu dikatakan sebagai molekul apolar (bahkan jika ia memiliki gradien polaritas).

Untuk memahami bagaimana simetri - dan karena itu, geometri molekul - memainkan peran penting dalam parameter ini, perlu untuk mempertimbangkan kembali tautan A-B.

Karena perbedaan elektronegativitas mereka, ada daerah yang didefinisikan kaya dan miskin dalam elektron.

Bagaimana jika tautannya adalah A-A atau B-B? Dalam molekul-molekul ini tidak akan ada momen dipol, karena kedua atom menariknya dengan cara yang sama dengan elektron ikatan (seratus persen ikatan kovalen).

Seperti dapat dilihat dalam gambar, baik dalam molekul A-A maupun dalam molekul B-B adalah daerah kaya atau miskin elektron (merah dan biru) sekarang diamati. Di sini jenis kekuatan lain bertanggung jawab untuk bersatu2 dan B2: interaksi dipol-dipol terinduksi, juga dikenal sebagai gaya London atau gaya dispersi.

Sebaliknya, jika molekul-molekul itu dari tipe AOA atau BOB, akan ada tolakan di antara kutub mereka karena mereka memiliki muatan yang sama:

Daerah δ + dari dua molekul BOB tidak memungkinkan interaksi dipol-dipol yang efisien; hal yang sama terjadi pada daerah δ dari dua molekul AOA. Juga, kedua pasangan molekul memiliki μ = 0. Gradien polaritas O-A dibatalkan secara vectorially dengan ikatan A-O.

Akibatnya, gaya dispersi ikut bermain dalam pasangan AOA dan BOB, karena tidak adanya orientasi yang efektif dari dipol..

Asimetri pada molekul non-linear

Kasus paling sederhana adalah pada molekul CF4 (atau ketik CX4). Di sini, C memiliki geometri molekul tetrahedral dan daerah kaya elektron berada di simpul, khususnya pada atom elektronegatif F.

Gradien polaritas C-F dibatalkan di salah satu arah tetrahedron, menyebabkan jumlah vektor semua ini sama dengan 0.

Jadi, meskipun pusat tetrahedron sangat positif (δ +) dan simpulnya sangat negatif (δ-), molekul ini tidak dapat membentuk interaksi dipol-dipol dengan molekul lain.

Orientasi dipol

Dalam kasus molekul linier A-B, ini diorientasikan sedemikian rupa sehingga mereka membentuk interaksi dipol-dipol yang paling efisien (seperti terlihat pada gambar di atas). Di atas berlaku dengan cara yang sama untuk geometri molekul lainnya; misalnya, yang bersudut dalam kasus molekul NO2.

Jadi, interaksi ini menentukan apakah senyawa A-B adalah gas, cairan atau padatan pada suhu kamar.

Dalam hal senyawa A2 dan B2 (orang-orang dari elips ungu), sangat mungkin bahwa mereka berbentuk gas. Namun, jika atom mereka sangat besar dan mudah dipolarisasi (yang meningkatkan kekuatan London), maka kedua senyawa tersebut dapat menjadi padat atau cair.

Semakin kuat interaksi dipol-dipol, semakin besar kohesi antar molekul; dengan cara yang sama, titik lebur dan titik didih senyawa akan lebih tinggi. Ini karena diperlukan suhu yang lebih tinggi untuk "memecah" interaksi ini.

Di sisi lain, peningkatan suhu menyebabkan molekul bergetar, berputar dan bergerak lebih sering. "Agitasi molekuler" ini merusak orientasi dipol dan, oleh karena itu, gaya antarmolekul senyawa melemah..

Interaksi dengan jembatan hidrogen

Pada gambar atas, lima molekul air ditunjukkan berinteraksi dengan ikatan hidrogen. Ini adalah jenis khusus interaksi dipol-dipol. Daerah miskin elektron ditempati oleh H; dan daerah kaya elektron (δ-) ditempati oleh atom yang sangat elektronegatif N, O dan F.

Yaitu, molekul dengan atom N, O, dan F yang terhubung dengan H dapat membentuk ikatan hidrogen.

Dengan demikian, ikatan hidrogen adalah O-H-O, N-H-N dan F-H-F, O-H-N, N-H-O, dll. Molekul-molekul ini menghadirkan momen dipol permanen dan sangat intens, yang mengarahkan mereka dengan benar untuk "memanfaatkan jembatan ini".

Mereka secara energi lebih lemah dari pada ikatan kovalen atau ion. Meskipun, jumlah semua ikatan hidrogen dalam fase suatu senyawa (padat, cair atau gas) menyebabkannya menunjukkan sifat-sifat yang mendefinisikannya sebagai unik..

Sebagai contoh, seperti halnya air, jembatan hidrogen yang bertanggung jawab atas titik didih tinggi dan yang dalam keadaan es kurang padat daripada air cair; alasan mengapa gunung es mengapung di lautan.

Referensi

  1. Pasukan Dipol-Dipol. Diperoleh pada 30 Mei 2018, dari: chem.purdue.edu
  2. Belajar Tanpa Batas. Dipol-Dipol Kekuatan. Diperoleh pada 30 Mei 2018, dari: courses.lumenlearning.com
  3. Jennifer Roushar (2016). Pasukan Dipol-Dipol. Diperoleh pada 30 Mei 2018, dari: sophia.org
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 Mei 2018). Apa Contoh-Contoh Pengikatan Hidrogen?? Diperoleh pada 30 Mei 2018, dari: thoughtco.com
  5. Mathews, C.K., Van Holde, K.E. dan Ahern, K.G. (2002) Biokimia. Edisi ketiga. Addison Wesley Longman, Inc., P 33.
  6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (Edisi ke-8). Belajar CENGAGE, hlm 450-452.
  7. Pengguna Qwerter. (16 April 2011). Ikatan hidrogen model 3D di toilet. [Gambar] Diperoleh pada 30 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org