Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de relatieve sterkte van dipool-dipoolkrachten?

Dipool-dipoolkrachten zijn intermoleculaire krachten die optreden tussen moleculen met permanente dipolen. Deze krachten zijn over het algemeen zwakker dan waterstofbruggen en ionische bindingen, maar sterker dan van der Waals-krachten. De sterkte van de dipool-dipoolkrachten hangt af van de grootte van de permanente dipolen en de afstand tussen de moleculen.

De sterkte van dipool-dipoolkrachten kan worden geschat met behulp van de volgende vergelijking:

$$E_\text{dipool-dipool} =-\frac{\mu_1 \mu_2}{4\pi\varepsilon_0 r^3}$$

waar:

* \(E_\text{dipool-dipool}\) is de dipool-dipool-interactie-energie in joules (J)

* \(\mu_1\) en \(\mu_2\) zijn de grootheden van de permanente dipolen van de twee moleculen in debyes (D)

* \(\varepsilon_0\) is de permittiviteit van de vrije ruimte, die gelijk is aan 8,85 × 10-12 C^2/(N·m²)

* \(r\) is de afstand tussen de middelpunten van de twee moleculen in meters (m)

Het negatieve teken in de vergelijking geeft aan dat dipool-dipoolkrachten aantrekkelijke krachten zijn.

De sterkte van dipool-dipoolkrachten neemt snel af met toenemende afstand tussen de moleculen. Dit komt omdat het elektrische veld van een dipool snel afneemt met de afstand. De sterkte van de dipool-dipoolkrachten neemt ook af bij toenemende temperatuur. Dit komt omdat de thermische beweging van de moleculen ervoor zorgt dat de dipolen fluctueren, waardoor de gemiddelde sterkte van de dipool-dipoolinteracties afneemt.

Dipool-dipoolkrachten zijn belangrijk bij het begrijpen van de eigenschappen van veel stoffen, zoals de kookpunten en smeltpunten van vloeistoffen, en de oplosbaarheid van gassen in vloeistoffen.