Liên kết hydrogen và tương tác Van der Waals SVIP

1. LIÊN KẾT HYDROGEN

➤ Tìm hiểu về liên kết hydrogen

Liên kết hydrogen hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn như O, N, F,...) và một nguyên tử khác (độ âm điện lớn) có cặp electron hóa trị chưa liên kết.

Ví dụ: Giữa các phân tử H₂O tồn tại liên kết hydrogen do hình thành lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H (mang một phần điện tích dương) của phân tử này và nguyên tử O (mang một phần điện tích âm) của phân tử khác.

➤ Vai trò, ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước

Nhờ có khả năng tạo liên kết hydrogen mà nước tồn tại ở trạng thái lỏng trong điều kiện thường và có nhiệt độ sôi cao (100 ^oC).

- Các hợp chất tạo được liên kết hydrogen có nhiệt độ sôi cao hơn so với những chất có cấu trúc tương tự nhưng không tạo được liên kết này.

- Các hợp chất có chứa liên kết hydrogen thường tan tốt trong nước.

- Nước là dung môi hòa tan được nhiều hợp chất ion, hợp chất cộng hóa trị phân cực và các chất có liên kết hydrogen với nước. Hầu hết phản ứng hóa học của sự sống diễn ra trong môi trường nước của tế bào.

Ví dụ: Ethanol tan tốt trong nước do tạo thành liên kết hydrogen.

- Nước đá có cấu trúc tinh thể rỗng dạng tứ diện, làm thể tích tăng và khối lượng riêng giảm so với nước lỏng. Do đó, nước đá có thể nổi trên mặt nước.

2. TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

➤ Giới thiệu về tương tác van der Waals

Sự xuất hiện của những lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng giữa các phân tử đã hình thành nên lực tương tác yếu gọi là tương tác van der Waals.

- Sự hình thành lưỡng cực tạm thời do sự phân bố không đồng đều của các electron:

- Lưỡng cực tạm thời của một phân tử có thể gây ra lưỡng cực cảm ứng ở các phân tử lân cận, từ đó hình thành mạng lưới các tương tác gọi là tương tác van der Waals.

➤ Tìm hiểu ảnh hưởng của tương tác van der Waals đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất

 Tương tác van der Waals càng mạnh thì nhiệt độ nóng chảy và sôi của chất càng cao. Khi phân tử có khối lượng và kích thước lớn hơn, lực tương tác này cũng tăng.

Ví dụ: Sự biến đổi nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các nguyên tố khí hiếm: