Kas yra dipolio jėgos?

Dipolio jėgos apibūdina sąveikos formą, kuri gali įvykti tarp molekulių. Kaip ir magnetai, molekulės dažnai yra polinės; jie turi teigiamus ir neigiamus krūvius skirtingose ​​pusėse, atsižvelgiant į jų molekulinę struktūrą. Teigiama vienos molekulės dalis gali pritraukti neigiamą kitos molekulės dalį, sujungdama jas. Yra du skirtingi dipolio jėgų tipai; kai kurie yra nuolatiniai, o kai kurie trunka tik akimirksniu. Abi rūšys turi didelę įtaką sąveikai tarp molekulių.

Laikinos, momentinės dipolio jėgos yra žinomos kaip Londono dispersijos jėgos. Elektronai atomuose yra labai judrūs ir gali išsilyginti taip, kad atsiranda laikinas dipolis arba teigiamų ir neigiamų krūvių atsiskyrimas. Kai tai atsitinka kelioms molekulėms vienu metu, gali atsirasti trumpalaikės patrauklios arba atstumiančios jėgos. Šis procesas pagrįstas tikimybe, kad elektronų išsidėstymas tam tikrame atome ar molekulėje tam tikru metu egzistuos tam tikru būdu. Londono dispersijos jėgos, nepaisant jų santykinai retumo atskiruose atomuose ir molekulėse, yra reikšmingos, nes didžiulis atomų ar molekulių skaičius, paprastai esantis tam tikroje medžiagoje, beveik garantuoja, kad bent kai kurie iš jų sąveikaus per momentinius dipolius.

Nuolatinės dipolio jėgos yra žinomos kaip dipolio ir dipolio sąveika arba Keesom sąveika ir egzistuoja tarp polinių molekulių. Molekulė paprastai turi nuolatinį dipolį, kai ją sudaro atomai, turintys skirtingas elektronegatyvumo vertes. Elektronegatyvumas yra atomų ar molekulių savybė, nusakanti jų gebėjimą pritraukti elektronus prie savęs ir sudaryti ryšius su kitais atomais ar molekulėmis. Kai atomai, turintys skirtingas elektronegatyvumo vertes, jungiasi ir sudaro molekules, skirtingose ​​jų struktūrų dalyse jie paprastai turi nuolatinius skirtingus krūvius. Kai molekulės su nuolatiniais dipoliais yra šalia kitų molekulių su nuolatiniais dipoliais, tarp molekulių polinių dalių atsiranda daug stiprių patrauklių ir atstumiančių sąveikų.

Vandenilio ryšiai yra trečioji tarpmolekulinės sąveikos rūšis, kurią sukelia dipolio jėgos, ir kita nuolatinės dipolio sąveikos forma. Jie gali atsirasti tik tarp vandenilio ir kito atomo, taigi ir pavadinimas. Kitas atomas gali būti deguonis, fluoras arba azotas. Vandenilio ryšiai iš esmės yra stipresnė dipolio ir dipolio sąveikos forma.

Vandenilio ryšiai tikriausiai yra svarbiausi iš įvairių dipolių jėgų dėl jų poveikio vandeniui. Vandens molekulės yra labai polinės dėl savo elektronų išsidėstymo ir linkusios turėti daug vandenilio jungčių. Vandenilio atomai vienoje vandens molekulėje gali sąveikauti su deguonies atomais kitose vandens molekulėse. Toks traukos laipsnis suteikia vandeniui daug savybių, būtinų jo gyvybiškai svarbiam vaidmeniui Žemės aplinkoje, pavyzdžiui, sanglaudą ir aukštą virimo temperatūrą. Norint įveikti vandenilinius ryšius, reikia daug energijos, o tai užtikrina didelį stabilumą aplinkoje, kurią daugiausia sudaro vanduo.