Avainero – ionidipoli vs dipolidipolivoimat
Molekyylienväliset voimat ovat vetovoimat eri molekyylien välillä. Ioni-dipolivoimat ja dipoli-dipolivoimat ovat kaksi molekyylien välisten voimien muotoa. Joitakin muita esimerkkejä molekyylien välisistä voimista ovat ionien aiheuttamat dipolivoimat, vetysidokset ja Van der Waal -voimat. Nämä voimat ovat sähköstaattisia vetovoimaa, koska molekyylit houkuttelevat sähkövaraustensa perusteella. Keskeinen ero ionidipoli- ja dipoli-dipolivoimien välillä on, että ioni-dipolivoimia on ionilajien ja polaaristen molekyylien välillä, kun taas dipoli-dipolivoimia on polaaristen molekyylien välillä.
Mitä ionidipolivoimat ovat?
Ionidipolivoimat ovat vetovoimavoimia ionisten lajien ja polaaristen molekyylien välillä. Ionilajit voivat olla anionit (negatiivisesti varautunut laji) tai kationi (positiivisesti varautunut laji). Polaarinen molekyyli on mikä tahansa molekyyli, jolla on pysyvä sähkövarauksen erottuminen molekyylin sisällä johtuen eroista atomien elektronegatiivisuusarvoissa kyseisessä molekyylissä. Elektronegatiivisuus on kyky vetää puoleensa elektroneja. Kun atomi, jolla on korkea elektronegatiivisuus, sitoutuu atomiin, jolla on pieni elektronegatiivisuus, sidoselektroneja vetää puoleensa atomi, jolla on korkea elektronegatiivisuus (silloin se saa osittaisen negatiivisen varauksen), jolloin vähemmän elektronegatiiviselle atomille saadaan osittainen positiivinen varaus. Tätä varauksen erottumistilaa kutsutaan polarisaatioksi ja molekyyliä kutsutaan polaariseksi molekyyliksi.
Ioni-dipolivoimat ovat vahvempia kuin dipoli-dipolivoimat. Tämä johtuu siitä, että tämän tyyppinen molekyylien välinen voima sisältää ionisia lajeja, joilla on korkeampi sähkövaraus verrattuna polaariseen molekyyliin. Ioni-dipolivoimat ovat jopa vahvempia kuin vetysidos. Tämä vuorovaikutus johtuu ionin ja dipolin välisistä sähköstaattisista vuorovaikutuksista.
Kuva 01: Metalli-ionien hydratoituminen johtuu metalli-ionien ja vesimolekyylien välisestä vetovoimasta (dipoli)
Ioni-dipolivoimien alaluokka on ionien aiheuttamat dipolivoimat, joihin liittyy ei-polaarinen molekyyli polaarisen molekyylin sijaan. Ei-polaarisella molekyylillä ei ole dipolia (ei varauserotusta). Ionin varaus saa ei-polaarisen molekyylin polarisoitumaan vääristämällä ei-polaarisen molekyylin elektronipilveä.
Mitä ovat dipolidipolivoimat?
Dipoli-dipolivoimat ovat molekyylien välisiä voimia, joita esiintyy polaaristen molekyylien välillä. Nämä ovat sähköstaattisia voimia. Tällaista voimaa muodostettaessa polaariset molekyylit pyrkivät asettumaan kohdakkain siten, että molekyylien välinen vetovoima maksimoidaan vähentämällä potentiaalienergiaa. Tämä kohdistus vähentää myös molekyylien välisiä repulsioita.
Kuva 02: Vetovoima polaaristen HCl-molekyylien välillä
Kun tarkastellaan sarjaa yhdisteitä, joilla on samanlaiset moolimassat (joilla on dipoli-dipoli-vuorovaikutusvoimat molekyylien välillä), dipoli-dipolivoimien voimakkuus kasvaa polariteetin kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että kun napaisuus on korkea, se tarkoittaa, että varausero on korkea. Kun molekyylin varauserotus on korkea (korkeasti varatut positiiviset ja negatiiviset terminaalit samassa molekyylissä), sillä on taipumus vetää voimakkaasti puoleensa vastakkaisia varauksia. Tämä johtaa myös yhdisteiden kiehumispisteen nousuun. Mitä suuremmat dipoli-dipolivoimat, sitä korkeampi kiehumispiste.
Mitä yhtäläisyyksiä ionidipoli- ja dipolidipolivoimien välillä on?
- Sekä ionidipoli- että dipolidipolivoimat ovat molekyylien välisten vuorovaikutusten tyyppejä
- Sekä ionidipoli- että dipolidipolivoimat ovat sähköstaattisia voimia
Mitä eroa on ionidipoli- ja dipolidipolivoimilla?
Ionidipoli vs dipolidipolivoimat |
|
| Ionidipolivoimat ovat houkuttelevia voimia ionisten lajien ja polaaristen molekyylien välillä. | Dipoli-dipolivoimat ovat molekyylien välisiä voimia, joita esiintyy polaaristen molekyylien välillä. |
| Voima | |
| Ioni-dipolivoimat ovat vahvempia kuin vetysidokset ja dipoli-dipolivoimat. | Dipoli-dipolivoimat ovat heikompia kuin vetysidokset ja ionidipolivoimat. |
| Komponentit | |
| Ionidipolivoimat syntyvät ionien (kationien tai anionien) ja polaaristen molekyylien välillä. | Dipoli-dipolivoimat syntyvät polaaristen molekyylien välillä. |
Yhteenveto – ionidipoli vs dipolidipolivoimat
Ioni-dipolivoimat ja dipoli-dipolivoimat ovat molekyylien välisiä voimia, joita esiintyy eri kemiallisten lajien, kuten kationien, anionien ja polaaristen molekyylien, välillä. Polaariset molekyylit ovat kovalenttisia yhdisteitä, joissa on dipoleja (sähkövarausten erottelu). Polaarisella molekyylillä on positiivisesti varautunut pää ja negatiivisesti varautunut pääte samassa molekyylissä. Siksi näissä liittimissä voi olla sähköstaattisia vetovoimaa vastakkaisilla varauksilla. Ero ionidipoli- ja dipoli-dipolivoimien välillä on se, että ioni-dipolivoimia esiintyy ionisten lajien ja polaaristen molekyylien välillä, kun taas dipoli-dipolivoimia esiintyy polaaristen molekyylien välillä.
