Intermolecular Forces แรงระหว่างโมเลกุล Intermolecular Forces
13-2 แรงระหว่างโมเลกุล เป็นแรงที่ค่อนข้างอ่อนเมื่อเทียบกับแรงภายในโมเลกุลซึ่งเป็นพันธะโคเวเลนต์และพันธะไอออนิก 1. แรงระหว่างโมเลกุลที่มีขั้ว (Dipole-dipole interaction) 2. พันธะไฮโดรเจน (Hydrogen bonding) 3. แรงวันเดอร์วาลส์ (van der Waals force) หรือ แรงลอนดอน (London force) หรือแรงแผ่กระจาย (Dispersion force)
1. แรงระหว่างโมเลกุลที่มีขั้ว * เกิดระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้วเนื่องจากการดึงดูดของ +–atom ของโมเลกุลหนึ่งกับ ––atomของอีกโมเลกุลหนึ่ง * แปรตาม 1/d4 (d = ระยะห่างระหว่างโมเลกุล) * เป็นแรงที่อ่อนมาก และมีผลในระยะสั้นมากๆ * แรงนี้เป็นเหตุให้โมเลกุลที่มีขั้วมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลว สูงกว่าโมเลกุลที่ไม่มีขั้วเมื่อเปรียบเทียบระหว่างโมเลกุลที่มี น้ำหนักโมเลกุลใกล้เคียงกัน
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 451)
2. พันธะไฮโดรเจน * เป็นแรงไดโพล-ไดโพลที่แรงมากๆ * เกิดระหว่างโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้วที่มี H และธาตุที่มี EN สูงมากๆ (F, O และ N) * ความแข็งแรงของพันธะไฮโดรเจนขึ้นกับค่า EN ของอะตอม ที่เกิดพันธะกับไฮโดรเจน * เมื่อเปรียบเทียบสารสองสารที่มี MW ใกล้เคียงกัน สารที่ สามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนจะมีจุดเดือดสูงกว่ามาก
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 452)
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 452)
3. แรงวันเดอร์วาลส์ หรือ แรงลอนดอน หรือ แรงแผ่กระจาย * เกิดจากการแรงดึงดูดของประจุบวกที่นิวเคลียสของอะตอม หนึ่งกับกลุ่มหมอกอิเล็กตรอนของอะตอมที่อยู่ใกล้ ทำให้เกิด ขั้วชั่วคราว (temporary dipole) * มีความสำคัญในระยะสั้นมากๆ (แปรตาม 1/d7) * ปัจจัยที่สำคัญที่มีผลต่อแรงนี้ ได้แก่ น้ำหนักโมเลกุล สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง จะยิ่งมีแรงวันเดอร์วาลส์มากกว่า
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 453)
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 453-454)
(Chemistry 8e, Whitten, Cengage/Brookscole, 2007, page 454)
เปรียบเทียบความแรงของแรงระหว่างโมเลกุล พันธะไฮโดรเจน > แรงไดโพล-ไดโพล > แรงแผ่กระจาย
ตัวอย่าง 13-1 แรงระหว่างโมเลกุล จงระบุชนิดของแรงระหว่างโมเลกุลของสารต่อไปนี้ซึ่งอยู่ในเฟสควบแน่น (a) H2O (b) I2 (c) NO2 (a) H2O : H-bonding, London force
(c) NO2 : Dipole-dipole force, London force (b) I2 : London force (c) NO2 : Dipole-dipole force, London force 1414
Dipole-induced dipole forces What is the nature of the intermolecular forces in a mixture of CS2 and acetone? Dipole-induced dipole forces