Másodrendű kötések - diszperziós-kötés, dipol-dipol-kölcsönhatás, hidrogén-kötés
Korábban már beszéltünk az elsőrendű kötésekről, habár nem neveztük elsőrendű kötésnek őket. Az elsőrendű kötések közé tartozik az
Ezek általában nagy energiájú, erősebb kölcsönhatások. Atomok, ionok között alakulnak ki.
A másodrendű kötések már kialakult molekulák között hatnak (vagy nemesgáz atomok között). Ilyen kölcsönhatás tartja össze például a víz-molekulákat a jégkockában. Vagy ha cseppfolyós levegőben (a lélegeztetéshez használt oxigén palackban) is a már kialakult molekulákat másodrendű kötés tartja össze.
A molekula polaritásától függően többféle másodrendű kötésről beszélünk.
Létezik:
- diszperziós kötés
- dipol-dipol kölcsönhatás
- hidrogén-kötés.
Az apoláris molekulák között (pl. a cseppfolyós oxigénben az oxigén molekulák között, vagy a jódos fertőtlenítőből kicsöppent jódfoltban) diszperziós kölcsönhatások képesek kialakulni. Ezek a molekula elektronfelhőjének torzulása miatt alakulnak ki. A torzulás miatt az eredetileg apoláris molekula átmenetileg polárissá válik. Pozitív és negatív pólus alakul ki, és az e közötti átmeneti vonzóerő tartja össze a molekulákat. Általában gyenge kölcsönhatás, de természetesen itt is vannak kivételek. A nagyméretű kénmolekulák nyolc kénatomot tartalmazó molekulái pl szilárd halmazállapotú kristályt alkotnak. A jód-molekulák között azonban gyenge ez a kölcsönhatás. A jód szobahőmérsékleten könnyen elszublimál. Ez azt jelenti, hogy szilárd halmazállapotból gáz halmazállapotúvá alakul. A diszperziós kölcsönhatást másképp London-féle kölcsönhatásnak is nevezik.
A dipolusos (két pólusú) molekulák, illetve poláris molekulák között többnyire dipol-dipol kötés (kölcsönhatás) alakul ki. A molekulában lévő részleges negatív töltésű részeket a másik molekula pozitív térrésze fogja magához vonzani.
A nagyon polarizált molekulák között, melyekben nagy elektronegativitású (N, O, F) atom kapcsolódik hidrogénhez egy erősebb, úgynevezett hidrogén-kötés alakul ki. A nitrogén, az oxigén és a fluor ugyanis amellett, hogy nagy elektronegativitású (nagy elektronvonzó képességű) nemkötő elektronpárral is rendelkezik. A kovalens kötéssel kapcsolódó hidrogéntől képes annyira elvonni a kötőelektronpárt, hogy az oly mértékben pozitív lesz, hogy képes hidrogén-kötést kialakítani egy másik molekula nagy elektronegativitású atomjának nemkötő elektronpárjával. Hidrogén kötés alakul ki pl. az ammónia, a hidrogén-fluorid, de ami a legfontosabb, a víz-molekulák között is.
A víz +4°C-on a legnagyobb sűrűségű. A jég, amelyben a víz-molekulák hidrogén-kötéssel, kristályrácsban kapcsolódnak egymáshoz kisebb sűrűségű. Ezért a télen a tavak vize amikor befagy, a kisebb sűrűségű jég a víz felszínén helyezkedik el, míg a +4 °C-os folyékony halmazállapotú víz a tó alján van. Ebben képesek túlélni a halak a fagypont alatti légköri hőmérsékletet. A víz nagyon speciális anyag. Télen egyszerre képes jelen lenni a szilárd jég, a folyékony víz, és a gáz halmazállapotú vízpára. Mind a három halmazállapot megtalálható egy időben.
Megjegyzések
Megjegyzés küldése