| English | 意味 |
|---|---|
| London dispersion forces/ˈlʌndn dɪˈspɜːʃn ˈfɔːsɪz/ | ロンドン分散力 |
| dipole-dipole forces/ˈdaɪpəʊl ˈdaɪpəʊl ˈfɔːsɪz/ | 双極子-双極子相互作用 |
| hydrogen bonding/ˈhaɪdrədʒn ˈbɒndɪŋ/ | 水素結合 |
分子間の弱い引力
- 水は室温で液体だが、類似した大きさの気体はそうではない。
- 何らかの力が分子同士を軽く引き付けている。
- これらの引力は分子内の結合よりもはるかに弱い。
- しかし、物質が気体、液体、固体のいずれであるかを決定する。
ロンドン分散力
- すべての分子にはロンドン分散力が存在する。
- 一時的な不均等な電子雲が、小さく一時的な引力を生み出す。
- 大きな分子や電子が多い分子ほど、分散力は強い。
すべての分子はロンドン分散力を受ける。
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一時的な不均一な電子雲は、あらゆる分子で発生する。
電子が多い大きな分子ほど、分散力は強くなる。
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電子が多いほど大きな一時的な双極子が生じ、分散力が強くなる。
双極子-双極子力
- 分極性分子には双極子-双極子力も働く。
- 一方の分子の正極端が、他方の分子の負極端を引き寄せる。
- これらは単なる分散力よりも強い。
水素結合
- これらの中で最も強いのが水素結合である。
- 水素がN、O、またはFと結合しているときに生じる。
- 水に異常に高い沸点を与える。
どの分子間力か？
各分子対間に作用する最大の力を特定する。
最も強い分子間力はどれか？
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水素結合（HがN, O, Fに結合）は3つのうち最も強い。
水素結合には、水素が結合している必要がある...
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真の水素結合を与えるのは、小さい高電気陰性度の N, O, F だけである。
すべての力を選択せよ。極性分子（例：$\text{HCl}$）が受ける力。
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極性分子は分散力と双極子-双極子相互作用の両方を受ける。
なぜ水は$\text{H}_2\text{S}$よりも高い温度で沸騰するのか？
- 水には水素結合（H on O）がありますが、$\text{H}_2\text{S}$にはありません。
- 強い引力を破るにはより多くのエネルギーが必要なので、水は高い温度で沸騰します。
分子液体が沸騰する際、何が切断されるか？
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沸騰は、分子を分離するためにそれら間の弱い力を切断する。
これらの力は分子間に働き、分子内の共有結合よりはるかに弱いです——沸騰は結合ではなく力を切断します。すべての分子に分散力があり、分極性分子には双極子-双極子力が加わり、HがN、O、Fと結合している場合にのみ水素結合が生じます。強い力ほど沸点と粘度が高くなります。
分子間の引力が物理状態を決めます。すべての分子にはロンドン分散力（電子が多いほど強い）があり、分極性分子には双極子-双極子力が加わり、HがN、O、Fと結合している場合は最も強い水素結合が生じます。強い力ほど沸点が上昇します——水の場合と同じです。