双極子-双極子ペア分散|分散力における双極子-双極子相互作用

双極子-双極子相互作用と分散力は、分子間の相互引力である。分子間力には強いものと弱いものがある。しかし、これらの分子間相互作用はすべて、共有結合やイオン結合などの分子内力に比べて弱い。これらの結合が分子の挙動を決定する。

双極子-双極子相互作用とは？

極性は電気陰性度の違いから発生する。電気陰性度は、原子が結合の中で電子を引きつける度合いを示す指標である。電気陰性度の値は、通常ポーリングスケールで表される。周期表では、電気陰性度の値が規則正しく変化している。フッ素の電気陰性度はポーリングスケールで4と最も高く、電気陰性度の数値は左から右に行くほど高くなる。そのため、ハロゲンは1周期内の電気陰性度が大きく、1族元素は電気陰性度が比較的小さい。小グループでは、電気陰性度の値が減少する。結合を形成する2つの原子が異なる場合、電気陰性度が異なる傾向がある。その結果、結合電子対は、結合の形成に関与する他の原子よりも、一方の原子によってより強く引っ張られる。そのため、2つの原子の間で電子の分布が不均一になる。電子の共有が不均一なため、一方の原子はわずかにマイナスに、もう一方の原子はわずかにプラスに帯電している。この場合、原子は部分的に負または正の電荷を獲得する（双極子）と言う。電気陰性度の高い原子はわずかにマイナスの電荷を持ち、電気陰性度の低い原子はわずかにプラスの電荷を持つ。ある分子のプラス端と別の分子のマイナス端が近づくと、2つの分子の間に静電的な相互作用が生じます。これは双極子-双極子相互作用として知られている。

分散電源とは？

これは「ロンドン分散力」とも呼ばれる。分子間引力のためには、電荷の分離が必要です。H2、Cl2のような電荷分離のない対称的な分子もある。しかし、これらの分子内の電子は常に運動している。そのため、電子が分子の一方の端に移動すると、分子内で瞬間的に電荷分離が起こる。電子のある方の端は一時的にマイナスに、もう一方の端はプラスに電荷を持つことになる。この一時的な双極子が隣接する分子の双極子を誘起し、反対側の極の間で相互作用することができる。この相互作用は、過渡的な双極子誘起双極子相互作用として知られている。これはファンデルワールス力、別名ロンドン分散力とも呼ばれる。