- | ||اتمها در مولکولها توسط ((پیوند کووالانسی|پیوندهای کووالانسی)) کنار هم نگه داشته شدهاند. اما سوال این است که مولکولها در حال ((مایع)) و ((جامد)) توسط چه نیرویی به سوی یکدیگر جذب میشوند، نیروهایی که مولکولهای یک ماده را در حالت مایع یا جامد به همدیگر ارتباط میدهد به ''~~green:نیروهای بین مولکولی~~'' معروف است.
نیروهای بین مولکولی بین ((مولکول قطبی و غیر قطبی|مولکولهای قطبی)) با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولا نیروهای بین مولکولی به نام ~~green:نیروهای واندروالسی~~ معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث میشود که یک ترکیب ((جامد مولکولی)) شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد.|| |
+ |
||((اتم|اتمها)) در ((مولکول|مولکولها)) توسط ((پیوند کووالانسی|پیوندهای کووالانسی)) کنار هم نگه داشته شدهاند. اما سوال این است که مولکولها در حال ((مایع)) و ((جامد)) توسط چه نیرویی بسوی یکدیگر جذب میشوند، نیروهایی که مولکولهای یک ماده را در حالت مایع یا جامد به همدیگر ارتباط میدهد به ''~~green:نیروهای بین مولکولی~~'' معروف است.
نیروهای بین مولکولی مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولا نیروهای بین مولکولی به نام ~~green:نیروهای واندروالسی~~ معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث میشود که یک ترکیب __جامد مولکولی__ شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد.||
{img src=img/daneshnameh_up/c/cf/covalentbond.gif}
|
- | اولین بار ((یوهانس واندروالس)) در سال 1873 وجود ''~~green:نیروهای جاذبه بین مولکولی~~'' در میان مولکولهای گاز را مطرح کرد به نظر واندروالس مجموع این نیروها هستند که مقدار انحراف یک ((گاز حقیقی)) از ((گاز ایده آل)) را معین میکنند توضیح منشأ این نیروهای بین مولکولی توسط ((فرتینر لاندن)) در 1930 پیشنهاد شد. امروزه نیروهای بین مولکولی را به صورت عام نیروهای واندروالس و نیروهای پراکندگی بین مولکولهای غیرقطبی را ((نیروی لاندن|نیروهای لاندن)) مینامند.
-=::انواع نیروهای واندروالسی::=-
!نیروهای دوقطبی - دوقطبی این نیروها بین مولکولهای قطبی دیده میشوند. این مولکولها دارای ((دوقطبی دائمی|دوقطبیهای دائمی)) هستند و تمایل به قرار گرفتن در راستای ((میدان الکتریکی)) دارند. پایدارترین حالت زمانی است که قطب مثبت یک مولکول تا حد امکان به قطب منفی مولکول مجاور نزدیک باشد. در این شرایط بین مولکولهای مجاور یک ((نیروی الکتریکی|نیروی جاذبه الکتروستاتیکی)) به نام نیروی دوقطبی بوجود میآید.
با توجه به مقادیر ((الکترونگاتیویته|الکترونگاتیوی)) اتمها در یک ((مولکول|مولکول دو اتمی)) میتوان میزان قطبیت مولکول و جهتگیری قطبهای مثبت و منفی را پیش بینی کرد اما پیش بینی قطبیت مولکولهای چند اتمی باید مبتنی بر شناخت ((شکل هندسی مولکول)) و ((جفت الکترون پیوندی و غیر پیوندی|آرایش جفت الکترونهای غیر مشترک)) باشد. !پیوند هیدروژنی ((پیوند هیدروژنی)) نوعی نیروی بین مولکولی میباشد که در آن بین ((اتم هیدروژن)) از یک مولکول با اتمهای الکترونگاتیو F و O و N از مولکول دیگر جاذبهای بوجود میآید که به پیوند هیدروژنی معروف است. پیوند هیدروژنی فقط بین ترکیبات دارای H و O و N و F وجود دارد یعنی در این ترکیبات هیدروژن به عنوان پلی بین دو اتم الکترونگاتیو عمل میکند. انرژی لازم برای شکستن یک مول پیوند هیدروژنی از حدود 1 تا 10 کیلوکالری متغیر است.
اگرچه پیوندهای هیدروژنی ضعیفتر از ((پیوند کووالانسی|پیوندهای کووالانسی)) میباشد اما در میان ''~~green:نیروهای بین مولکولی~~'' قویترین آنها به شمار میرود. پیوندهای هیدروژنی نقش موثری در ((ساختار مواد)) مهم بیولوژیکی شامل پیوندهای N -H و O-H و تعیین خواص آنها دارد. شکل هندسی ((پروتئین|پروتئینها)) و ((اسید نوکلئیک|نوکلئیک اسیدها)) که مولکولهای آلی دارای زنجیر بلند هستند با پیوند هیدروژنی میان گروههای N - H یک زنجیر و گروه C = O زنجیر مجاور تثبیت میشود. !نیروهای لاندن (پراکندگی) مولکولهای غیرقطبی ، ((دوقطبی دائمی)) ندارند ولی با وجود این تمام مواد غیرقطبی را میتوان مایع کرد. از اینرو علاوه بر نیروی دوقطبی - دوقطبی باید نوع دیگری از نیروی بین مولکولی وجود داشته باشد. وجود نیروهای پراکندگی در مولکولها به عنوان یک اصل پذیرفته شدهان. تصور میشود این نیروها ناشی از حرکت الکترونها باشد. در یک لحظه از زمان ((ابر الکترونی)) یک ((مولکول)) به نحوی تغییر شکل میدهد که یک ((دوقطبی لحظهای)) بوجود میآید که در آن قسمتی از مولکول به مقدار بسیار کم منفی تر از قسمتهای دیگر است و در لحظه بعد ه علت حرکت الکترونها جهت دوقطبی لحظهای تغییر میکند.
اثر این دوقبیهای لحظهای در طول زمان بسیار کوتاه یکدیگر را حذف میکنند به صورتی که مولکول غیر قطبی فاقد دوقطبی دائمی میشود. ولی دوقطبیهای مواج لحظهای یک ((مولکول)) ، دوقطبیهای نظیر خود را در مولکولهای مجاور القا میکنند و حرکت همزمان الکترونهای مولکولهای مجاور باعث ایجاد نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای لحظهای ، ((نیروی لاندن)) را تشکیل میدهند. نیروی لاندن بین مولکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها ''~~green:نیروی بین مولکولی~~ ''موجود در مولکولهای غیرقطبی است. |
+ | اولین بار "__یوهانس واندروالس__" در سال 1873 وجود ''~~green:نیروهای جاذبه بین مولکولی~~'' در میان مولکولهای ((گاز)) را مطرح کرد به نظر __واندروالس__ مجموع این نیروها هستند که مقدار انحراف یک ((گاز حقیقی)) از ((گاز ایده آل)) را معین میکنند توضیح منشأ این نیروهای بین مولکولی توسط "__فرتینر لاندن__" در 1930 پیشنهاد شد. امروزه نیروهای بین مولکولی را بصورت عام نیروهای واندروالس و نیروهای پراکندگی بین مولکولهای غیرقطبی را ((نیروی لاندن|نیروهای لاندن)) مینامند.
!انواع نیروهای وانىروالسی !!نیروهای دوقطبی - دوقطبی این نیروها بین مولکولهای قطبی دیده میشوند. این مولکولها دارای ((دوقطبی دائمی|دوقطبیهای دائمی)) هستند و تمایل به قرار گرفتن در راستای ((میدان الکتریکی)) دارند. پایدارترین حالت زمانی است که قطب مثبت یک مولکول تا حد امکان به قطب منفی مولکول مجاور نزدیک باشد. در این شرایط بین مولکولهای مجاور یک ((نیروی الکتریکی|نیروی جاذبه الکتروستاتیکی)) به نام نیروی دوقطبی بوجود میآید.
با توجه به مقادیر ((الکترونگاتیویته|الکترونگاتیوی)) اتمها در یک ((مولکول|مولکول دو اتمی)) میتوان میزان قطبیت مولکول و جهتگیری قطبهای مثبت و منفی را پیش بینی کرد، اما پیش بینی قطبیت مولکولهای چند اتمی باید مبتنی بر شناخت ((شکل هندسی مولکول)) و ((جفت الکترون پیوندی و غیر پیوندی|آرایش جفت الکترونهای غیر مشترک)) باشد. !!پیوند هیدروژنی ((پیوند هیدروژنی)) نوعی نیروی بین مولکولی میباشد که در آن ، بین ((اتم هیدروژن)) از یک مولکول با اتمهای الکترونگاتیو F و O و N از مولکول دیگر جاذبهای بوجود میآید که به __پیوند هیدروژنی__ معروف است. پیوند هیدروژنی فقط بین ترکیبات دارای H و O و N و F وجود دارد، یعنی در این ترکیبات ، ((هیدروژن)) بعنوان پلی بین دو اتم الکترونگاتیو عمل میکند. انرژی لازم برای شکستن یک مول پیوند هیدروژنی از حدود 1 تا 10 کیلوکالری متغیر است.
اگرچه پیوندهای هیدروژنی ضعیفتر از ((پیوند کووالانسی|پیوندهای کووالانسی)) میباشد، اما در میان ''~~green:نیروهای بین مولکولی~~'' قویترین آنها بشمار میرود. پیوندهای هیدروژنی نقش موثری در ساختار مواد مهم بیولوژیکی شامل پیوندهای __N - H__ و __O - H__ و تعیین خواص آنها دارد. شکل هندسی ((پروتئین|پروتئینها)) و ((اسید نوکلئیک|نوکلئیک اسیدها)) که مولکولهای ((شیمی آلی|آلی)) دارای زنجیر بلند هستند با پیوند هیدروژنی میان گروههای __N - H__ یک زنجیر و گروه __C = O__ زنجیر مجاور تثبیت میشود.
{img src=img/daneshnameh_up/a/a8/moleculer-nanowires-bg.jpg}
!!نیروهای لاندن (پراکندگی) مولکولهای غیرقطبی ، ((دوقطبی دائمی)) ندارند ولی با وجود این ، تمام مواد غیرقطبی را میتوان مایع کرد. از اینرو ، علاوه بر نیروی دوقطبی - دوقطب باید نوع دیگری از نیروی بین مولکولی وجود داشته باشد. وجود نیروهای پراکندگی در مولکولها بعنوان یک اصل پذیرفته شدهات. تصور میشود این نیروها ناشی از حرکت الکترونها باشد. در یک لحظه از زمان ، ((ابر الکترونی)) یک ((مولکول)) بنحوی تغییر شکل میدهد که یک __دوقطبی لحظهای__ بوجود میآید که در آن ، قسمتی از مولکول به مقدار بسیار کم منفیتر از قسمتهای دیگر است و در لحظه بعد بعلت حرکت الکترونها جهت دوقطبی لحظهای تغییر میکند.
اثر این دوقبیهای لحظهای در طول زمان بسیار کوتاه ، یکدیگر را حذف میکنند، بصورتی که مولکول غیر قطبی فاقد دوقطبی دائمی میشود. ولی دوقطبیهای مواج لحظهای یک ((مولکول)) ، دوقطبیهای نظیر خود را در مولکولهای مجاور القا میکنند و حرکت همزمان الکترونهای مولکولهای مجاور باعث ایجاد نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای لحظهای ، ((نیروی لاندن)) را تشکیل میدهند. نیروی لاندن بین مولکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها ''~~green:نیروی بین مولکولی~~ ''موجود در مولکولهای غیرقطبی است. |
| *((مولکول قطبی و غیر قطبی)) | | *((مولکول قطبی و غیر قطبی)) |