Jakie oddziaływania występują pomiędzy cząsteczkami?

Cząsteczek nie łączy żadne wiązanie chemiczne, dlatego mogą się przyciągać lub odpychać. Jednak takie oddziaływanie jest dużo słabsze niż wiązania. Oddziaływania między cząsteczkami związku chemicznego, niepołączone wiązaniami chemicznymi, nazywamy oddziaływaniami międzycząsteczkowymi lub siłami van der Waalsa. Siła ta opisuje odpychanie lub przyciąganie między cząsteczkami i jest częściowo odpowiedzialna za stan skupienia związków chemicznych.

Rw69WztlMPdYx

Zdjęcie przedstawia Johannesa Diderika van der Waalsa. To starszy mężczyzna. Jest łysiejący. Ma brodę. Nosi okulary. Ubrany jest w białą koszulę i marynarkę. — Johannes Diderik van der Waals (ur. 23.11.1837 r. - 8.03.1923 r.) – holenderski fizykochemik, otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1910 r. za pracę nad równaniem stanu gazów i cieczy rzeczywistych. Jako pierwszy opisał wspomniane siły międzycząsteczkowe.
Źródło: dostępny w internecie: wikipedia.org, domena publiczna.

Wyróżniamy następujące typy oddziaływań międzycząsteczkowych:

Londona;
dipol–dipol;
wiązania wodorowe.

Oddziaływania te wpływają na:

temperaturę topnienia;
temperaturę wrzenia;
gęstość;
lotność.

bg‑gold

Oddziaływania van der Waalsa

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższym filmem pt. „Siły van der Waalsa”, a następnie rozwiąż zadania.

RxPcxj9aYczSq

Film samouczek pt. „Siły van der Waalsa”
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RATYcMWxyEjnq

Ćwiczenie 1

Polecenie 2

RHv0OzJ0kJ9p0

bg‑gold

Oddziaływania wodorowe

Polecenie 3

Zapoznaj się z poniższym filmem samouczkiem, a następnie rozwiąż ćwiczenia.

R1Ow0Uet1LCBp

Film samouczek pt. „Wiązania wodorowe”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., Piotr Dzwoniarek, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

RCRVzE9EfksXm

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RnVecFPJIQ77i

Ćwiczenie 3

Poniżej przedstawiono wzory sześciu związków chemicznych. Oceń, w przypadku których związków możliwe jest występowanie wiązań wodorowych między cząsteczkami tego związku oraz w przypadku których związków możliwe jest występowanie wiązań wodorowych między cząsteczkami związku a wodą (w roztworze wodnym).

Zapoznaj się z opisami wzorów sześciu związków chemicznych. Oceń, w przypadku których związków możliwe jest występowanie wiązań wodorowych między cząsteczkami tego związku oraz w przypadku których związków możliwe jest występowanie wiązań wodorowych między cząsteczkami związku a wodą (w roztworze wodnym).

R70zACHABZFkb

Na ilustracji jest sześć wzorów. Wzór 1: łączą się ze sobą trzy atomy węgla. Każdy skrajny atom węgla łączy się z trzema atomami wodoru. Środkowy atom łączy się u góry wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Atom tlenu ma dwie wolne pary elektronów. Wzór 2: od lewej strony - grupa metylowa łączy się z grupą metylenową. Ta łączy się z atomem węgla połączonym wiązaniem podwójnym z atomem tlenu oraz z grupą OH. Atomy tlenu maja dwie pary wolnych elektronów. Wzór 3: grupa metylowa łączy się z atomem węgla, a ten z dwoma atomami wodoru i jednym atomem fluoru. Fluor ma trzy wolne pary elektronowe. Wzór 4: atom siarki łączy się u góry z dwoma atomami tlenu (każdy ma trzy wolne pary elektronów). Od siarki do tych atomów tlenu prowadzą strzałki. Atom siarki na dole również łączy się z dwoma atomami tlenu - każdy z nich ma po dwie wolen pary, siarka również. Atomy tlenu położone w dolnej części wzoru - każdy z nich - łączy się z grupą metylową. Wzór 5: od lewej strony - atom węgla łączy się z dwoma atomami bromu (mają po trzy wolen pary elektronów) i z atomem wodoru. Atom węgla łączy się z kolejnym atomem węgla - ten łączy się z dwoma atomami wodoru oraz z grupą SH. Atom siarki ma dwie wolne pary elektronów. Wzór 6: od lewej strony - grupa metylowa łączy się z grupą metylenową. Ta łączy się z kolejną grupą metylenową połączoną z atomem azotu mającym jedną wolną parę elektronów. Atom azotu łączy się z dwoma atomami wodoru. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1A92pmsrya2S

Związki, które nie tworzą żadnych wiązań wodorowych	Związki, które tworzą wiązania wodorowe między swoimi cząsteczkami	Związki, których cząsteczki tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody
$5$	$2$ , $6$	$1$ , $2$ , $3$ , $4$ , $6$

bg‑gold

Oddziaływania dipol‑dipol

Polecenie 4

Czy wiesz, jakie rodzaje oddziaływań występują między dipolami? Zapoznaj się z poniższym filmem, a następnie rozwiąż zadania.

R1AwIU5EX0jLo1

Film samouczek pt. „Oddziaływania pomiędzy dipolami”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., Piotr Dzwoniarek, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 4

Cząsteczki chlorowodoru są dipolami. Próbkę ciekłego chlorowodoru umieszczono pomiędzy nienaładowanymi okładkami kondensatora. Opisaną sytuację możemy przedstawić schematycznie na poniższej grafice.

RlaMSlrYoU2RF

Ilustracja przedstawiająca zbiór cząsteczek chlorowodoru znajdujących się pomiędzy okładkami nienaładowanego kondensatora. Cząsteczki zbudowane są z atomu wodoru symbolizowanego przez małą, białą kulkę ze znakiem plus oraz z atomu chloru, któremu odpowiada większa, zielona kulka ze znakiem minus. Cząsteczki są nie uporządkowane i rozmieszczone losowo. — Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Następnie do okładek kondensatora przyłożono napięcie, co spowodowało zgromadzenie się ładunków dodatnich na jednej, a ujemnych na drugiej okładce kondensatora. Czy taka sytuacja, w konsekwencji której pojawiło się jednorodne pole elektryczne między okładkami, wpłynie na orientację przestrzenną cząsteczek chlorowodoru? Zaznacz grafikę przedstawiającą ułożenie cząsteczek chlorowodoru między okładkami naładowanego kondensatora.

RGnjOdUKjB080

Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RbxVOWPfdBNbH

Ćwiczenie 5

Zaznacz poprawną odpowiedź.

R1DN1glNuq7qQ

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jak rodzaj wiązania wpływa na właściwości cząsteczki?

Słownik

Oddziaływania van der Waalsa

Oddziaływania wodorowe

Oddziaływania dipol‑dipol

Notatnik