偶極-偶極(dipole-dipole)和倫敦分散部隊(london dispersion forces)的區別
偶極-偶極和倫敦色散力是分子或原子之間的兩種引力,它們直接影響原子/分子的沸點。偶極-偶極和倫敦色散力之間的關鍵區別在於它們的強度以及在哪裡可以找到它們。倫敦色散力的強度相對弱於偶極-偶極相互作用,但這兩種引力都弱於離子鍵或共價鍵。偶極和原子的相互作用有時只能在倫敦分子中發現。
什麼是偶極-偶極力(dipole-dipole force)?
當兩個相反極化的分子通過空間相互作用時,就會發生偶極-偶極相互作用。這些力存在於所有極性分子中。當兩個原子形成共價鍵時,兩個原子的電負性不同,就會形成極性分子。在這種情況下,由於電負性的差異,原子不能在兩個原子之間均勻地共享電子。電負性大的原子比電負性小的原子更能吸引電子雲,因此產生的分子具有微正端和微負端。其他分子中的正負偶極子可以互相吸引,這種吸引稱為偶極-偶極力。
什麼是倫敦分散部隊(london dispersion force)?
倫敦色散力被認為是相鄰分子或原子間最弱的分子間作用力。當分子或原子中的電子分佈出現波動時,倫敦色散力就產生了。例如,由於任何原子上的瞬時偶極子,這些類型的吸引力都會在相鄰的原子中產生。它在相鄰原子上誘導偶極子,然後通過微弱的引力相互吸引。倫敦色散力的大小取決於原子或分子中的電子在瞬間力的作用下極化的程度。它們是暫時的力,在任何分子中都可能存在,因為它們有電子。
偶極-偶極(dipole-dipole)和倫敦分散部隊(london dispersion forces)的區別
定義:
偶極-偶極力:偶極-偶極力是極性分子的正偶極和另一個相反極化分子的負偶極之間的吸引力。
倫敦色散力:倫敦色散力是指當電子分佈出現波動時,相鄰分子或原子之間的暫時吸引力。
性質:
偶極-偶極力:偶極-偶極相互作用存在於極性分子中,如HCl、BrCl和HBr。當兩個分子不均勻地共享電子以形成共價鍵時,就會出現這種情況。電子密度向更具電負性的原子移動,導致一端微負偶極子,另一端微正偶極子。
倫敦色散力:倫敦色散力可以在任何原子或分子中找到,其要求是電子雲。倫敦色散力也存在於非極性分子和原子中。
強度:
偶極-偶極力:偶極-偶極力比色散力強,但比離子鍵和共價鍵弱。分散力的平均強度在1-10 kcal/mol之間變化。
倫敦分散力:由於倫敦分散力是臨時力(0-1 kcal/mol),所以它們很弱。
影響因素:
偶極-偶極力:影響偶極-偶極力強度的因素是分子中原子之間的電負性差、分子大小和分子形狀。換句話說,偶極子的相互作用隨著鍵長的減小而增加。
倫敦分散力:倫敦分散力的大小取決於幾個因素。它隨原子中電子的數目而增加。極化率是影響倫敦色散力強度的重要因素之一,它是另一個原子/分子扭曲電子雲的能力。具有較小電負性和較大半徑的分子具有較高的極化率。相反,由於電子離原子核很近,所以很難扭曲較小原子中的電子雲。
例子:
原子 | 沸點/oC | |
氦 | (他) | -269號 |
霓虹燈 | (東北) | -246個 |
氬 | (銀幣) | -186個 |
氪 | (韓元) | -152個 |
氙氣 | (Xe) | -107個 |
重做 | (註冊護士) | -62歲 |
Rn-原子越大,極易極化(極化率越高),並具有最強的吸引力。氦很小,很難扭曲,導致倫敦彌散力減弱。
Image Courtesy:
1. Dipole-dipole-interaction-in-HCl-2D By Benjah-bmm27 (Own work) [Public domain], via Wikimedia Comm***