Все виды взаимодействий в растворе можно подразделить на следующие типы:
1. Силы, обусловленные электростатическими взаимодействиями – ион-ионные, ион-дипольные, ориентационные, индукционные, дисперсионные.
2. Силы химического взаимодействия.
Ион-ионные взаимодействия. Они возможны при наличии в системе противоположно заряженных ионов, например, для аминокислот, нуклеиновых кислот и других органических соединений, имеющих в своей структуре ионизованные группы. Ион-ионное взаимодействие подчиняется закону Кулона:
Ион-дипольные взаимодействия. Они возможны между ионом и полярной молекулой или полярной группой органического соединения при наличии у них постоянного диполя:
Два этих вида взаимодействий в основном отвечают за образование ассоциатов в растворах.
Ориентационные взаимодействия. Он наблюдаются между полярными молекулами, имеющими постоянный дипольный момент. Взаимодействуя между собой, полярные молекулы ориентируются друг относительно друга, таким образом, чтобы разноименные полюса были ориентированы на сближение друг с другом, это обеспечивает максимальное их взаимодействие. Энергия ориентационного взаимодействия двух диполей определяется как:
Следовательно, ориентационные взаимодействия будут достаточно ощутимы, если взаимодействующие молекулы имеют ярко выраженный диполь и находятся достаточно близко друг от друга.
Индукционные взаимодействия. Они происходят между неполярной молекулой и ионом или между неполярной молекулой и молекулой с постоянным диполем. Под воздействием электрического поля иона или постоянного диполя в неполярной молекуле, вследствие ее деформации, индуцируется возникновение диполя. Энергия взаимодействия в данном случае вычисляется как 1/r 6 .
Дисперсионные взаимодействия. Это взаимодействие мгновенно возникающих диполей в двух неполярных молекулах. Это взаимодействие энергетически наиболее слабое, но, в то же время, оно самое распространенное из всех. Его возникновение объясняется тем, что в любой молекуле, в том числе и в неполярной, имеет место постоянное движение электронов. Оно влияет на колебания атомов в молекуле. Изменения направления и силы колебания вызывает появление в молекуле мгновенного диполя. В свою очередь этот мгновенный диполь индуцирует появление в соседней молекуле мгновенного диполя и происходит их взаимное взаимодействие. Поскольку, подобная флюктуация электронных плотностей в молекуле происходит постоянно, дисперсионные взаимодействия - это также постоянно имеющие место явление. Их энергия равна 1/r 6 .
Ориентационные, индукционные и дисперсионные взаимодействия между нейтральными молекулами называют Ван-дер-ваальсовыми силами взаимодействия. Они возможны между молекулами находящимися на расстоянии 400-600 пм и для них не свойственна насыщаемость. Характеристика и примеры существующих взаимодействий:
- Ставьте лайки и подписывайтесь !!!
