Liên kết hydrogen và tương tác Van der Waals SVIP

I. LIÊN KẾT HYDROGEN

1. Khái niệm

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.

Liên kết hydrogen là liên kết yếu có bản chất tĩnh điện, được ký hiệu bằng dấu ba chấm (…) giữa nguyên tử H và nguyên tử có liên kết hydrogen với nó.

Ví dụ: Trong nước, liên kết hydrogen hình thành giữa nguyên tử hydrogen của một phân tử và nguyên tử oxygen của phân tử khác ở khoảng cách 177 pm, lớn hơn độ dài liên kết cộng hoá trị O-H (96 pm).

2. Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước

a. Đặc điểm của tập hợp

Liên kết hydrogen giúp các phân tử nước liên kết thành cụm với kích thước thay đổi theo nhiệt độ và áp suất.

Một số cụm phân tử nước

b. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi

Ở 1 atm, nước có nhiệt độ nóng chảy (0 ^oC) và nhiệt độ sôi (100 ^oC) cao hơn nhiều chất có khối lượng phân tử lớn hơn, do các phân tử nước liên kết chặt bằng liên kết hydrogen.

Ví dụ: Do ảnh hưởng của liên kết hydrogen nên nhiệt độ sôi của H₂O cao hơn nhiều so với các hợp chất tương ứng ở nhóm VIA.

II. TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

1. Khái niệm

Tương tác van der Waals là lực hút yếu giữa các phân tử, sinh ra từ các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng.

Các kiểu tương tác tĩnh điện giữa các cực trái dấu của hai phân tử:

Ví dụ: Sự phân cực của phân tử HCl.

2. Ảnh hưởng của tương tác van der Waals tới tính chất vật lí của các chất

Phân tử càng lớn thì tương tác van der Waals càng mạnh, làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi. Tuy nhiên, tương tác van der Waals yếu hơn so với liên kết hydrogen.

Ví dụ: Trong nhóm halogen, khối lượng phân tử tăng từ Cl₂ đến I₂ làm tương tác van der Waals tăng theo dẫn đến nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng dần.