Ποιες είναι οι δυνάμεις της έλξης των σωματιδίων;

Οι δυνάμεις της έλξης μεταξύ των σωματιδίων, γνωστές και ως διαμοριακές δυνάμεις , είναι οι ελκυστικές δυνάμεις που υπάρχουν μεταξύ των μορίων. Αυτές οι δυνάμεις είναι πολύ πιο αδύναμες από τις ενδομοριακές δυνάμεις που συγκρατούν τα άτομα μαζί μέσα σε ένα μόριο, αλλά εξακολουθούν να είναι σημαντικές επειδή επηρεάζουν πολλές φυσικές ιδιότητες της ύλης, όπως το σημείο βρασμού, το σημείο τήξης και το ιξώδες.

Εδώ είναι οι τρεις κύριοι τύποι δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων:

1. Δυνάμεις Van der Waals: Αυτοί είναι ο ασθενέστερος τύπος δύναμης μεταξύ των σωματιδίων και προκύπτουν από προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων γύρω από τα μόρια. Καταβάλλονται περαιτέρω σε:

* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Παρουσιάζονται σε όλα τα μόρια, αυτές οι δυνάμεις προκαλούνται από προσωρινά δίπολα που προκύπτουν λόγω της τυχαίας κίνησης των ηλεκτρονίων. Είναι ισχυρότερα για μεγαλύτερα μόρια με περισσότερα ηλεκτρόνια.

* Δυνάμεις διπόλης: Παρουσιάζονται σε πολικά μόρια, αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από τα μόνιμα διπόλια που υπάρχουν λόγω της ανομοιογενούς κατανομής των ηλεκτρονίων. Είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.

* Διπολικές δυνάμεις που προκαλούνται από διπό: Εμφανίζονται όταν ένα πολικό μόριο προκαλεί προσωρινή διπόλου σε ένα μη πολικό μόριο.

2. Δεσμός υδρογόνου: Πρόκειται για έναν ειδικό τύπο αλληλεπίδρασης διπολικής-διπόλης που συμβαίνει όταν ένα άτομο υδρογόνου συνδέεται με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθόριο. Το άτομο υδρογόνου σχηματίζει μια ισχυρή έλξη στο μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο ηλεκτροαρνητικό άτομο σε ένα γειτονικό μόριο. Η δέσμευση υδρογόνου είναι ο ισχυρότερος τύπος δύναμης μεταξύ σωματιδίων και είναι υπεύθυνος για πολλές μοναδικές ιδιότητες του νερού, όπως το υψηλό σημείο βρασμού του.

3. Δυνάμεις ιόντων: Αυτά συμβαίνουν μεταξύ ενός ιόντος και ενός πολικού μορίου. Το ιόν μπορεί να είναι είτε θετικά είτε αρνητικά φορτισμένο και το δίπολο μπορεί να είναι είτε μόνιμη είτε επαγόμενη. Οι δυνάμεις ιόντων-διπολικών είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις διπολικής διπολικής αλλά ασθενέστερες από τους ιοντικούς δεσμούς.

Η αντοχή των δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

* Μοριακό μέγεθος και σχήμα: Τα μεγαλύτερα μόρια έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια και είναι πιο πολωμένα, οδηγώντας σε ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.

* πολικότητα: Τα πολικά μόρια έχουν ισχυρότερες αλληλεπιδράσεις διπολικής διπόλης και υδρογόνου.

* απόσταση μεταξύ μορίων: Όσο πιο κοντά είναι τα μόρια, τόσο ισχυρότερα είναι οι δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων.

Η επίδραση των δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων στις φυσικές ιδιότητες:

* σημείο βρασμού: Οι ισχυρότερες δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων οδηγούν σε υψηλότερα σημεία βρασμού, επειδή απαιτείται περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστούν τα αξιοθέατα μεταξύ των μορίων και να τα μετατρέψουν σε αέριο.

* Σημείο τήξης: Παρόμοια με το σημείο βρασμού, οι ισχυρότερες δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων οδηγούν σε υψηλότερα σημεία τήξης.

* ιξώδες: Τα υγρά με ισχυρότερες δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων είναι πιο ιξώδη, που σημαίνει ότι ρέουν πιο αργά.

* Διαλυτότητα: Τα μόρια με παρόμοιες δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων τείνουν να διαλύονται μεταξύ τους.

Η κατανόηση των δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων μας βοηθά να προβλέψουμε και να εξηγήσουμε πολλές φυσικές ιδιότητες των ουσιών, οι οποίες είναι απαραίτητες σε τομείς όπως η χημεία, η βιολογία και η επιστήμη των υλικών.