Nekovalentní interakce

Kovalentní a nekovalentní interakce Chemické vazby: Nekovalentní: Velmi slabé Vystupují v chemických dějích, jako rozpouštění, ředění, krystalisace, sublimace, desublimace, kondensace, vypařování, jsou důležité při purifikačních methodách Vodíkové můstky Van der Waalsovy interakce Kovalentní: Velmi silné K jejich změnám dochází v rámci chemických reakcí Nepolární Polární Extrémně polární = iontové

Vodíkové můstky Vodíkový můstek vzniká jako působení mezi polarisovanou skupinou X – H (donor protonu) a elektronovým párem skupiny Y (protonový akceptor) Intramolekulární → v rámci jedné molekuly Intermolekulární → mezi dvěma molekulami X – H … Y  X … H – Y X; Y = O, N, F, Cl 10krát slabší než kovalentní, či iontová vazba, 1 – 40 kJ/mol, dosah cca 197 pm Přítomnost v.m. má za následek zvýšení teplot tání a varu, viskosity a hustoty! Pokud může molekula vytvářet více v.m., může současně tvořit 3D – struktury (např. voda a led) V praxi důležité: rozpustnost nižších sacharidů a alkoholů ve vodě, vazba barviv na tkaniny, stabilisace přírodních struktur celulosy, škrobu, polypeptidů, RNA a DNA

Vodíkové můstky Struktura DNA Struktura ledu

Vodíkové můstky

Van der Waalsovy síly Velmi slabé interakce mezi molekulami, mají velmi malou energii a malý dosah, snadno vznikají i zanikají Interkace ion – ion → význam v přírodních molekulách, rostou s nábojem iontu Interakce ion – dipól → rozpouštění krystalů iontových sloučenin v polárních rozpouštědlech, rostou s nábojem iontu a polarisací dipólu Interakce dipól – dipól = orientované, Keesomovy → vzájemné působení dvou polárních molekul, které nemohou vytvořit v.m. (např. aceton), rostou s polarisací dipólu Interakce dipól – indukovaný dipól = indukované, Debeyovy → vzájemné působení polární a nepolární molekuly, rostou s polarisací dipólu a velikostí nepolární molekuly Interakce indukovaný dipól – indukovaný dipól = dispersní, Londonovy → vzájemné působení molekul nepolárních látek (molekuly halogenů, atomy vzácných plynů), rostou s velikostí nepolární molekuly Význam pro hodnoty bodů varu a tání

Interakce ion – dipól

Interakce dipól – dipól Dipól – látka, která ve své struktuře obsahuje stále kladně a záporně nabitou část, rozdíl těchto nábojů udává polarisaci dipólu Interakce dipól - dipól Interakce dipól – indukovaný dipól

Interakce indukovaný dipól – indukovaný dipól

Interakce indukovaný dipól – indukovaný dipól

Interakce indukovaný dipól – indukovaný dipól Body tání (MP) a varu (BP) rostou s velikostí molekul halogenů – vliv Londonových dispersních sil Stejná závislost je patrná i u vzácných plynů

Kontrolní otázky Proč má voda extrémně vysoké body tání a varu (vlastně by měla být plynná, přesto teče vodovodem)? Jak dokáže voda rozpustit chlorid sodný, když jsou jeho částice poutány silnou iontovou vazbou? Fluorovodík tvoří řetízky, pokuste se tuto strukturu načrtnout a určete, která nekovalentní interakce je za toto chování zodpovědná! Helium se do dnešních dnů nepodařilo připravit v tuhém stavu – proč by tomu tak mohlo být? Proč ostatní vzácné plyny při dostatečně nízké teplotě tuhnou? Proč je methan za normálních teplot plynný?