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为什么甲醇同时存在取向力?

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为什么甲醇同时存在取向力?

为什么甲醇同时存在取向力,诱导力,色散力和氢键?

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    2015-01-02 20:52:27
  •   范德华力(又称分子作用力)产生于2 分子或原子之间的静电相互作用。其能量计算的
    经验方程为:U =B/r 12- A/r 6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11。5 ×10-6 kJnm12/mol ;
    A=5。96 × 10-3 kJnm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值)当两原子彼此紧密靠近电子云相
    互重叠时,发生强烈排斥,排斥力与距离12 次方成反比。
      图中低点是范德华力维持的距离 作用力最大,称范德华半径。范德华力又可以分为三种作用力:诱导力、色散力和取向力。 色散力(dispersion force 也称“伦敦力”)所有分子或原子间都存在。是分子的瞬时 偶极间的作用力,即由于电子的运动,瞬间电子的位置对原子核是不对称的,也就是说正 电荷重心和负电荷重心发生瞬时的不重合,从而产生瞬时偶极。
      色散力和相互作用分子的 变形性有关,变形性越大(一般分子量愈大,变形性愈大)色散力越大。色散力和相互作 用分子的电离势有关,分子的电离势越低(分子内所含的电子数愈多),色散力越大。色散 力的相互作用随着1/r6 而变化。其公式为 诱导力(induction force)在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之 间都存在诱导力。
      诱导力与极性分子偶极矩的平方成正比。诱导力与被诱导分子的变形性 成正比,通常分子中各原子核的外层电子壳越大(含重原子越多)它在外来静电力作用下 越容易变形。相互作用随着1/r6 而变化,诱导力与温度无关。其公式: 取向力(orientation force)发生在极性和极性分子之间,取向力与分子的偶极矩平方 成正比,即分子的极性越大,取向力越大。
      取向力与绝对温度成反比,温度越高,取向力 就越弱关相互作用随着1/r6 而变化。 实验证明,对大多数分子来说,色散力是主要的;只有偶极矩很大的分子(如水),取 向力才是主要的;而诱导力通常是很小的。极化率α反映分子中的电子云是否容易变形。
       虽然范德华力只有0。4—4。0kJ/mol,但是在大量大分子间的相互作用则会变得十分稳 固。比如C—H 在苯中范德华力有7 kJ/mol,而在溶菌酶和糖结合底物范德华力却有60 kJ/mol,范德华力具有加和性。 公式打不出来 ======================================================================== 电负性很大的原子核氢形成共价键后,具有很大的偶极距,电子云分布会 偏向电负性较大的原子,这时氢就会出现部分裸露,当遇到电负性很大的原 子时就会产生静电吸引,即氢键。
       氢键以X— H… Y 表示,其X— H 中的X 的电负性较大,导致H 带正电, 强烈的被另一个电负性高的Y 原子所吸引。X,Y 通常是F, O, N, Cl 等原子, 氢键键能一般小于42kJ/mol(HF 的氢键最强为210 kJ/mol),小于共价键而大 于范德华力。
      氢键和共价键一样具有饱和性(一般情况下X— H 只和一个Y 原子相结合)和方向性,但不像共价键那样严格,键参数可以在很大的范围 内变动。氢键分为分子内氢键和分子间氢键,分子内氢键减小在水中溶解度; 而分子间氢键会增大溶解度并有较高的溶沸点。
       氢键形成并不是那么绝对,只要一个部分裸露的原子和一个电子云密度很 大的原子的相互作用都是广义上的氢键。比如前面电子云章节有一张图是 LiH,Li 原子表现出部分的裸露,而氢原子电子云密度增大,说明LiH 中也存 在部分“氢键”只不过“氢”变成了“锂”。
       不同分子之间还可能形成双氢键效应,写为B-H… H-A。比如H3N— BH3, 而双氢键很容易脱去H2,所以双氢键也被看成氢化物脱氢的中间体。另外在 大分子中往往还存在π—氢键,大π键或离域π 键体系具有较大的电子云可 以作为质子的受体,而形成π—氢键,也称芳香氢键,在稳定多肽和蛋白质 中也起着重要作用。
      多数情况下是根据IR(红外线光谱)来确定氢键存在的, 氢键总是能够使得吸收峰往低频率的方向移动。氢键的精确计算需要用量子 化学的Gaussian-3 理论来计算,比较复杂 =================================================================== 色散力 取向力属于范德华力与距离的6次方成反比有精确的公式可以计算。
      范德华力具有加和性一般能量很低。
       而氢键不是范德华力,类似共价键有饱和性与方向性,但是能量不如化学键,但比范德华力大(特殊情况下除外,超级大分子的范德华力有可能超过氢键,因为范德华力具有加和性) 氢键的计算,没有精确公式计算,需要用量子化学的Gaussian-3 理论来计算,比较复杂。

    灿***

    2015-01-02 20:52:27

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