9
Mezimolekulové síly
Mezimolekulové síly
Příklad: Voda
Mezimolekulové síly:
Víte, že voda existuje v různých skupenstvích.
Přesto vodu kapalnou, led i páru tvoří stejné molekuly.
•Existenci látek v různých skupenstvích umožňují přitažlivé síly mezi molekulami.
•Jsou to síly slabé, ale dostačující ke sdružení molekul do kapalného či pevného skupenství.
Lze je rozdělit na : VAN DER WAALSOVY SÍLY a VODÍKOVÉ MŮSTKY
molekula vody
Proto má voda ve všech skupenstvích stejné chemické vlastnosti.
Liší se ale strukturou a proto i vlastnostmi fyzikálními.
•permanentní:
Dipól : Připomeňte si pojem dipól.
•indukovaný:
•okamžitý přechodný:
HClH2
Vyberte, která z těchto látek bude tvořit dipól.Úloha:Řešení:
Molekula HCl je polární, to znamená, že má kladný a záporný pól.
Molekula s permanentním dipólem vyvolá vznik dipólu u jiné molekuly.
Příklad: helium
Elektronová hustota může být v určité oblasti dočasně zvýšena.
Tak vzniká dipól, který může indukovat vznik dalšího dipólu.
+
-
-
+
-
-
přitažlivá síla1.atom He 2.atom He
H
Cl
+
-
Van der Waalsovy síly:
Johannes Diderik van der Waals
(1837 - 1923 )
•Podstatou mezimolekulových vazebných sil je vzájemné působení molekulových dipólů.
•Tyto síly se nazývají podle holandského fyzika J.H. van der Waalse, který je studoval.
•Energie vazeb vyvolaných van der Waalsovými silami je asi 100krát nižší, než energie kovalentní vazby.
Vodíková vazba:
Připomeňte si:Úloha:Řešení:
?Jaká je elektronová konfigurace vodíku?
?Nakreslete model atomu vodíku.
?Jak se mění v periodické tabulce hodnoty elektronegativit prvků?
Elektronegativita roste v periodách a klesá ve skupinách.
+-1s1
•Při vazbě vodíku s prvkem silně elektronegativním dochází k odhalení jádra vodíku.
•Kladný náboj jádra může vytvořit slabou vazbu s volným elektronovým párem na atomu další molekuly.
•Tato vazba se nazývá VODÍKOVÁ VAZBA nebo MŮSTEK.
•Vyskytuje se především u sloučenin vodíku s dusíkem, kyslíkem a fluorem.
Příklad: Voda
Ve vzorcích se vodíková vazba vyznačuje tečkováním:
HO – H ... OH2
N O F
15 16 17
Energie vodíkové vazby je vyšší než energie van der Waalsových sil, ale nižší než energie vazby kovalentní. Je ale velmi důležitá.
Vodíková vazba - význam:
DNA deoxyribonukleová kyselina
tvoří dvojitou šroubovici
Souvisí s prostorovým uspořádáním bílkovin a nukleových kyselin.
Ve struktuře bílkovin lze nalézt pravidelně uspořádané úseky se strukturou šroubovice nebo skládaného listu.
SKLÁDANÝ LIST ŠROUBOVICE
VODÍKOVÝ MŮSTEK VODÍKOVÝ
MŮSTEK
Příklad:
Vodíkové vazby jsou příčinou mimořádných vlastností vody.
Vodíková vazba - význam:
•V ledu se každá molekula H2O váže vodíkovými vazbami s dalšími čtyřmi molekulami.
•Dutiny ve struktuře ledu způsobují, že má menší hustotu a větší objem než kapalná voda.
•Ve vodní páře jsou molekuly vody izolované.
•V kapalné vodě a ledu se molekuly sdružují pomocí vodíkových můstků.
Schéma struktury kapalné vody
Struktura ledu
VODÍKOVÝ MŮSTEK
VODÍKOVÝ MŮSTEK
Látka Skupenství(za běžných podmínek)
Teplota tání
(0C)
Teplota varu
(0C)
H2O kapalné 0 100
H2S plynné -85,6 -60,3
H2Se plynné -66 -42
H2Te plynné -49 -2
Srovnejte vlastnosti hydridů prvků 16. skupiny periodické tabulky.
•Je voda za běžných podmínek kapalná.
•Má vyšší teploty tání a varu, než by se dalo očekávat.
•Má další vlastnosti významné pro existenci života.
Díky vodíkovým můstkům:
Vodíková vazba - význam:
Úloha: S pomocí znalostí o vodíkové vazbě popište a vysvětlete tento graf:
100
0
-100
-2002 3 4 5
H2O
H2SH2Se
H2TeHF
HCl HBr
HINH3
PH3
AsH3
SbH3
CH4
SiH4
GeH4
SnH4
t V(0 C
)
n
Teploty varu hydridů prvků 14., 15., 16. a 17. skupiny :
?Jak se většinou mění hodnoty teploty varu hydridů v jednotlivých skupinách?
?Mají některé hydridy jiné teploty varu, než by se dalo očekávat?
?Které a čím je to způsobeno?
Řešení:
•Teploty varu hydridů v jednotlivých skupinách stoupají.
•Voda, fluorovodík a amoniak mají ale teploty varu vyšší než by se dalo čekat.
•Tyto sloučeniny tvoří vodíkové můstky. Jsou tedy spojeny silnějšími vazbami, než ostatní, což zvyšuje jejich bod varu.
