Ενδομοριακές Δυνάμεις

Στη χημεία, ενδομοριακές δυνάμεις είναι που συγκρατούν τα άτομα μαζί σε ένα μόριο. Αυτές οι δυνάμεις δρουν μέσα σε διαφορετικά μέρη του ίδιου μορίου και συνδέουν άτομα μέσω χημικών δεσμών. Αντίθετα, inter Μοριακές δυνάμεις δρουν μεταξύ χωριστών μορίων. Σε γενικές γραμμές, οι ενδομοριακές δυνάμεις δεσμεύουν άτομα, αλλά οι δυνάμεις μπορεί να περιλαμβάνουν ομάδες ατόμων, μεμονωμένα άτομα ή μέρη ατόμων, συμπεριλαμβανομένων πρωτονίων και ηλεκτρονίων.

Πώς λειτουργούν οι ενδομοριακές δυνάμεις

Η βάση των ενδομοριακών δυνάμεων είναι η έλξη μεταξύ διαφορετικών φορτίων και απώθησης ομοειδών φορτίων. Τα διαφορετικά φορτία είναι αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένα πρωτόνια. Όπως τα φορτία είναι είτε ξεχωριστοί ατομικοί πυρήνες είτε ηλεκτρόνια. Όταν σχηματίζονται χημικοί δεσμοί, η κατανομή φορτίου γύρω από τους ατομικούς πυρήνες διαφέρει από το πώς υπάρχει ένα άτομο από μόνο του. Παρόλο που τα ηλεκτρόνια περιβάλλουν τον πυρήνα ενός ατόμου, δεν τον προστατεύουν πλήρως από την απώθηση των πυρήνων των γειτονικών ατόμων και την προσέλκυση γειτονικών ηλεκτρονίων. Ομοίως, τα ηλεκτρόνια γύρω από τα άτομα απωθούν τα ηλεκτρόνια γύρω από άλλα άτομα και αισθάνονται έλξη σε άλλους πυρήνες. Η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των δυνάμεων καθορίζει τον τύπο των χημικών δεσμών που σχηματίζουν τα άτομα και τις προκύπτουσες χημικές και φυσικές ιδιότητες των μορίων.

Τύποι Ενδομοριακών Δυνάμεων

Οι τύποι των ενδομοριακών δυνάμεων είναι οι τρεις κύριοι τύποι χημικών δεσμών:ιοντικοί δεσμοί, ομοιοπολικοί δεσμοί και μεταλλικοί δεσμοί. Η διάκριση μεταξύ αυτών των τύπων δεσμών είναι ο βαθμός διαχωρισμού φορτίου μεταξύ των ατόμων που σχηματίζουν τον δεσμό. Ωστόσο, η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ των ατόμων είναι ένας καλός προγνωστικός διαχωρισμός φορτίου.

• Ιωνικός δεσμός :Ένας ιονικός δεσμός περιλαμβάνει την πλήρη μεταφορά ενός ή περισσότερων ηλεκτρονίων από ένα άτομο στο κέλυφος σθένους ενός άλλου ατόμου. Ο δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ νατρίου και χλωρίου στο χλωριούχο νάτριο (NaCl ή επιτραπέζιο αλάτι) είναι ένα καλό παράδειγμα, όπου το άτομο νατρίου δίνει το ηλεκτρόνιο σθένους του στο άτομο χλωρίου. Σχηματίζονται ιονικοί δεσμοί μεταξύ ατόμων με μεγάλη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας. Συνήθως, ένα μέταλλο σχηματίζει ιοντικό δεσμό με ένα αμέταλλο.
• Ομοιοπολικός δεσμός :Τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια σε έναν ομοιοπολικό δεσμό. Οι περισσότεροι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ μη μεταλλικών ατόμων που έχουν τις ίδιες ή συγκρίσιμες ηλεκτραρνητικότητες. Για παράδειγμα, τα άτομα οξυγόνου σχηματίζουν έναν ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ τους σε αέριο οξυγόνο (O₂ ). Το υδρογόνο σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με το οξυγόνο στο νερό (H₂ Ο). Όταν τα άτομα έχουν την ίδια ηλεκτραρνητικότητα, το αποτέλεσμα είναι ένας μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός. Όταν τα μη μεταλλικά άτομα έχουν παρόμοιες μη ταυτόσημες ηλεκτραρνητικότητες, το αποτέλεσμα είναι ένας πολικός ομοιοπολικός δεσμός.
• Metallic Bond :Μεταλλικοί δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ ατόμων μετάλλων που έχουν ηλεκτρόνια ελεύθερου σθένους. Έτσι, η μεταλλική συγκόλληση εμφανίζεται σε καθαρά μεταλλικά στοιχεία (χρυσός, ασήμι, χαλκός) και σε κράματα (ορείχαλκος, μπρούτζος, ασήμι). Ενώ τα ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς συνδέονται με συγκεκριμένα άτομα συνεργατών, τα ηλεκτρόνια στους μεταλλικούς δεσμούς αποεντοπίζονται. Δηλαδή, ρέουν ελεύθερα μεταξύ πολλαπλών ατόμων. Ο μεταλλικός δεσμός μοιάζει πολύ με δομές συντονισμού που σχηματίζονται σε ορισμένους ομοιοπολικούς δεσμούς. Όπως και στον ομοιοπολικό δεσμό, υπάρχει μικρή ή καθόλου διαφορά μεταξύ των ηλεκτραρνητικοτήτων των ατόμων που σχηματίζουν μεταλλικούς δεσμούς.

Είναι οι διαμοριακές δυνάμεις ισχυρότερες από τις ενδομοριακές δυνάμεις;

Οι ενδομοριακές δυνάμεις είναι ισχυρότερες από τις διαμοριακές δυνάμεις. Οι ιοντικοί δεσμοί τείνουν να είναι οι ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις, αλλά υπάρχουν και εξαιρέσεις. Για παράδειγμα, οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων άνθρακα σε ένα διαμάντι είναι πολύ ισχυροί. Η αντοχή του δεσμού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Για παράδειγμα, μέσα σε ένα μόριο, η ισχύς οποιουδήποτε συγκεκριμένου δεσμού επηρεάζεται από τους άλλους δεσμούς του μορίου. Τα μόρια που περιέχουν ένα μείγμα ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών τείνουν να έχουν χαμηλότερες διαμοριακές δυνάμεις (ασθενέστερους δεσμούς) από τα αμιγώς ιοντικά ή αμιγώς ομοιοπολικά μόρια. Οι μεταλλικοί δεσμοί είναι συνήθως πιο αδύναμοι από τους ιοντικούς ή τους ομοιοπολικούς δεσμούς, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις. Η ισχυρότερη διαμοριακή δύναμη είναι ο δεσμός υδρογόνου. Έτσι, κατά προσέγγιση κατάταξη των ενδομοριακών δυνάμεων από τις ισχυρότερες προς τις πιο αδύναμες:

1. Ιωνικοί δεσμοί
2. Πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί
3. Μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί
4. Μεταλλικοί δεσμοί
5. Δεσμοί υδρογόνου (διαμοριακούς, για σύγκριση)

Αναφορές

• Bader, R. F. W.; Henneker, W. Η. (1965). «Ο ιωνικός δεσμός». Journal of the American Chemical Society . 87 (14):3063–3068. doi:10.1021/ja01092a008
• IUPAC (2019). «Ενδομοριακή». Σύνοψη Χημικής Ορολογίας (το «Χρυσό Βιβλίο») (2η έκδ.). Oxford:Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook
• King, Matcha (1976). «Θεωρία του χημικού δεσμού». JACS . 98 (12):3415–3420. doi:10.1021/ja00428a004
• Oxtoby, David W.; Gills, Η. Ρ.; Campion, Alan (2012). Αρχές Σύγχρονης Χημείας (7η έκδ.). Belmont, Καλιφόρνια:Brooks/Cole Cengage Learning. ISBN 978-0-8400-4931-5.
• Zumdahl, Steven S.; Zumdahl, Susan A. (2007). Χημεία (7η έκδ.). Βοστώνη:Houghton Mifflin. ISBN 978-0618713707.