Йон-дипол сили

Да разгледаме йон-диполни сили. И преди да помислим как йоните и диполите може да взаимодействат, нека си припомним каква е разликата между йони и диполи. И те окуражавам да спреш това видео и да опиташ да си припомниш, преди да си припомним заедно. Нека първо разгледаме йоните. Йоните са атоми или молекули, които имат сумарен заряд. Например, когато хлорът получи един електрон и стане хлорен йон, той е йон, понеже сега има сумарен отрицателен заряд. Подобно, когато натрият загуби един електрон, той придобива сумарен положителен заряд. Това е натриев йон. Каква е разликата между йон и дипол? Общо казано, когато говорим за диполи, нямаме предвид частица, която задължително има сумарен заряд, говорим за частица, при която зарядът е разделен в различни краища на молекулата, при което има частично положителен край и има частично отрицателен край, така че тук съществува молекулен диполен момент. Добър пример за молекула, която е дипол или има диполен момент на молекулно ниво, е водата. Молекулата на водата е силно полярна. Говорили сме за това множество пъти. Тя съдържа кислород, който е силно електроотрицателен, той е ковалентно свързан с два водородни атома и това са силно полярни ковалентни връзки, понеже кислородът е много по-силно електроотрицателен, той е "егоистичен" по отношение на електроните, привлича ги. И тъй като електроните прекарват повече време около кислорода, отколкото край водорода, има частично отрицателен заряд в този край на молекулата, и частично положителни заряди при другия край на молекулата. Разгледахме това, когато говорихме за водородните връзки, при което частично отрицателният край на една водна молекула се привлича от частично положителния край на друга водна молекула. Но, както говорихме, водородните връзки, които са междумолекулни сили, са само специален случай на диполните сили. Молекулите, които могат да образуват водородни връзки, просто имат много силен диполен момент, понеже имаш водород, свързан с кислород, азот и флуор, които са силно електроторицателни. Сега, когато знаем разликата между йони и диполи, да видим как може те да си взаимодействат. Може да предположиш, че участват Кулонови сили. Частично отрицателният заряд на един дипол би бил привлечен към положително зареден йон. Предварително подредих тези водни молекули, така че частично отрицателният край да е насочен към този положителен натриев йон. И това, което чертая тук, са йон-диполни сили. Подобно, ако имаш хлорен анион, някакъв отрицателен йон, частично положителните краища на диполите ще бъдат привлечени и водата може да се подреди по този начин, където частично положителните краища, краищата с водорода, са насочени към хлора. И това е една от причините да е толкова лесно да се разтвори натриев хлорид, да се разтвори трапезна сол, във вода. Тези йони могат да се разделят и да бъдат привлечени от водните молекули, които са полярни, които имат молекулни диполи. Искам да те попитам: какво определя силата на йон-диполните сили? Помисли за това. Спри видеото и помисли от какво зависят тези сили? Както се досещаш, това са сили на Кулон. Силата на зарядите има значение. Силата на взаимодействието между йон и дипол ще е толкова по-голяма, колкото по-голям е зарядът на йоните. Ако тук вместо натрий със заряд +1 има калциев йон със заряд +2, тогава частично отрицателните краища на водните молекули ще бъдат привлечени още по-силно. Ще имаш по-силни йон-диполни сили. Подобно, ако имаш по-големи диполни моменти, това също допринася за по-големи сили на взаимодействие между йоните и диполите или обратно. Ако имаме молекула с по-слаб диполен момент, няма да има толкова големи йон-диполни сили. Кулоновите сили са обратнопропорционални на разстоянието между зарядите. Така че ще имаш по-силни йон-диполни сили, колкото по-близо са тези частици помежду си. Но до някаква степен това е вярно за много от междумолекулните сили, за които говорихме, понеже в известна степен те всички са Кулонови сили.