نیرو های بین مولکولی

نیروهای بین مولکولی در تعیین حالت فیزیکی و خواص یک ترکیب نقش مهمی دارند. گازها، دارای مولکول های مجزا با کمترین برهم کنش ها هستند. اما برهم کنش مولکول ها در مایع ها بیشتر است و در جامدها، برهم کنش ها میان مولکول ها می تواند به بیشترین مقدار ممکن برسد. از این رو در شرایط یکسان، نیروهای بین مولکولی در حالت جامد قوی تر از حالت مایع و آن هم به مراتب قوی تر از حالت گازی است. البته باید توجه داشت که نیروهای بین مولکولی به طور عمده به میزان قطبی بودن مولکول ها و جرم آنها وابسته است.

مطابق جدول، هر دو ماده مولکول های خمیده و قطبی دارند، اما آب با جرم مولی نزدیک به نصف جرم مولی هیدروژن سولفید، دمای جوش غیرعادی و بالاتری از آن دارد به طوری که تفاوتی برابر با \({160^0}C\)  را نشان می دهد. گویی نیروی جاذبه میان مولکول های آب از آنچه انتظار می رود، قویتر است.

با جهت گیری مولکول های قطبی یک ماده در میدان الکتریکی آشنا شدید. این ویژگی مبنای اندازه گیری کمیتی به نام گشتاور دوقطبی است؛ کمیتی تجربی که با افزایش میزان قطبیت مولکول ها، افزایش می یابد. برای نمونه گشتاور دوقطبی مولکول هایی مانند ₂O، ₂COو ₄CHبرابر با صفر است، در حالی که گشتاور دوقطبی مولکولهای H₂O و H₂S به ترتیب برابر با 1/85D و 0/97D است. این کمیت ها نشان می دهند که میزان قطبیت مولکول های آب و قدرت نیروهای بین مولکولی آن نزدیک به دو برابر مولکول های هیدروژن سولفید است. از این رو نیروهای جاذبه میان مولکولهای H₂O به اندازه ای قوی است که در شرایط اتاق می تواند این مولکول ها را کنار یکدیگر نگه دارد و آب به حالت مایع باشد.

از آنجا که بارهای الکتریکی ناهمنام یکدیگر را می ربایند، در یک نمونه آب که دارای شمار بسیاری مولکول H₂O است، سرمثبت هر مولکول، سرمنفی مولکول همسایه را جذب می کند. از این رو در مجموعه ای از مولکول های آب، هر اتم هیدروژن با یک نیروی جاذبۀ قوی از سوی اتم اکسیژن درمولکول همسایه جذب می شود. این نیروهای جاذبۀ قوی میان مولکول های آب که در آن هیدروژن نقش کلیدی ایفا می کند، پیوندهای هیدروژنی نامیده می شود.