Het H _{20 watermolecuul is polair met intermoleculaire dipool-dipool waterstofbruggen. Omdat de watermoleculen elkaar aantrekken en bindingen vormen, vertoont water eigenschappen zoals een hoge oppervlaktespanning en een hoge verdampingswarmte. Intermoleculaire krachten zijn veel zwakker dan de intramoleculaire krachten die de moleculen bij elkaar houden, maar ze zijn nog steeds sterk genoeg om de eigenschappen van een stof te beïnvloeden. In het geval van water zorgen ze ervoor dat de vloeistof zich op unieke manieren gedraagt ​​en geeft het een aantal nuttige kenmerken.}

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Water heeft een sterke waterstofbrug dipool-dipool intermoleculaire krachten die water een hoge oppervlaktespanning en een hoge verdampingswarmte geven en die het tot een sterk solvent maken.

Polar Molecules voor

Hoewel moleculen over het geheel genomen een neutrale lading hebben, heeft de vorm van het molecuul kan zodanig zijn dat het ene uiteinde negatiever is en het andere uiteinde positiever. In dat geval trekken de negatief geladen uiteinden de positief geladen uiteinden van andere moleculen aan, waardoor ze zwakke bindingen vormen. Een polair molecuul wordt dipool genoemd omdat het twee polen plus en minus heeft en de polaire moleculevormen van verbindingen dipool-dipoolverbindingen worden genoemd .

Het watermolecuul heeft dergelijke ladingsverschillen. Het zuurstofatoom in water heeft zes elektronen in de buitenste elektron-subschaal waar ruimte is voor acht. De twee waterstofatomen in water vormen covalente bindingen met het zuurstofatoom en delen hun twee elektronen met het zuurstofatoom. Als resultaat van de acht beschikbare verbindende elektronen in het molecuul, worden er twee gedeeld met elk van de twee waterstofatomen, waardoor er vier vrij blijven.

De twee waterstofatomen blijven aan één kant van het molecuul terwijl de vrije elektronen samenkomen aan de andere kant. De gedeelde elektronen blijven tussen de waterstofatomen en het zuurstofatoom zitten, waardoor het positief geladen waterstofproton van de kern bloot blijft. Dit betekent dat de waterstofzijde van het watermolecuul een positieve lading heeft, terwijl de andere zijde waar de vrije elektronen zich bevinden, een negatieve lading heeft. Het resultaat is dat het watermolecuul polair is en een dipool is.

Waterstofbinding

De sterkste intermoleculaire kracht in water is een speciale dipoolverbinding, de waterstofbrug genaamd. Veel moleculen zijn polair en kunnen bipool-bipoolbindingen vormen zonder waterstofbruggen te vormen of zelfs waterstof in hun molecuul te hebben. Water is polair en de dipool-binding die het vormt vormt een waterstofbrug op basis van de twee waterstofatomen in het molecuul.

Waterstofbindingen zijn vooral sterk omdat het waterstofatoom in moleculen zoals water een klein, naakt proton is zonder innerlijke elektronenschil. Als gevolg hiervan kan het de negatieve lading van de negatieve kant van een polair molecuul benaderen en een bijzonder sterke binding vormen. In water kan een molecuul tot vier waterstofbruggen vormen, met één molecuul voor elk waterstofatoom en met twee waterstofatomen aan de negatieve zuurstofzijde. In water zijn deze verbindingen sterk, maar ze zijn voortdurend in beweging, breken en vormen zich opnieuw om water zijn speciale eigenschappen te geven.

Ion-dipol-obligaties

Wanneer ionische verbindingen aan water worden toegevoegd, worden de geladen ionen kunnen verbindingen vormen met de polaire watermoleculen. NaCl of tafelzout is bijvoorbeeld een ionische verbinding omdat het natriumatoom zijn enige buitenste schilelektron aan het chlooratoom heeft gegeven, waardoor natrium- en chloorionen worden gevormd. Wanneer opgelost in water, dissociëren de moleculen in positief geladen natriumionen en negatief geladen chloorionen. De natriumionen worden aangetrokken door de negatieve polen van de watermoleculen en vormen daar ion-dipoolbindingen, terwijl de chloorionen verbindingen vormen met de waterstofatomen. De vorming van ion-dipoolverbindingen is een reden waarom ionische verbindingen eenvoudig in water oplossen.

De effecten van intermoleculaire krachten op materiaaleigenschappen

Intermoleculaire krachten en de verbindingen die ze produceren, kunnen van invloed zijn op hoe een materiaal gedraagt. In het geval van water houden de relatief sterke waterstofbruggen het water bij elkaar. Twee van de resulterende eigenschappen zijn een hoge oppervlaktespanning en een hoge verdampingswarmte.

De oppervlaktespanning is hoog omdat watermoleculen langs het wateroppervlak verbindingen vormen die een soort elastische film op het oppervlak creëren, waardoor het oppervlak om wat gewicht te ondersteunen en druppels water in ronde vormen te trekken.

De hitte van verdamping is hoog omdat, zodra water het kookpunt bereikt, de watermoleculen nog steeds gebonden zijn en een vloeistof blijven totdat er genoeg energie wordt toegevoegd om te breken de obligaties. Obligaties gebaseerd op intermoleculaire krachten zijn niet zo sterk als chemische bindingen, maar ze zijn nog steeds belangrijk om uit te leggen hoe sommige materialen zich gedragen.