|
الترابط بين الجزيئات وحالات المادة |
|
قوى التجاذب بين الجزيئات
|
قوى فان دير فال أو قوى لندن :
من المعروف أن جزيئات
الهيدروجين ، والهيليوم ، وثاني اوكسيد الكربون وغيرها غير
قطبية ، ولكن قوى التجاذب بين جزيئاتها موجودة وعلى الرغم
من ضعفها فإنه يمكن قياسها . لقد كان أول من فكر بوجودها
وأشار إليها
الفيزيائي الدنماركي فان دير فال
،
أما
العالم الإنجليزي
Fritz London
فكان أول من أعطى
تفسيرا نظريا لها سنة
1928
،فما هي هذه القوى وكيف تنشأ ؟
أ)
إن الجزيء
I2
الخطي هو جزيء عديم
القطبية لانه يتكون من ذرتين من نفس ــــ ومع ذلك فاليود
مادة صلبة وهذا يدل على قوى تجاذب عالية بين جزيئاتها .
ب) رابع كلوريد الكربون سائل
ومذيب معروف ، وشكل جزيئاته رباعي الأوجه منتظم فهو إذن
غير ـــــ ، فما الذي يجعله سائلاً في درجة الحرارة
العادية ؟
ج) فلوريد البورون
BF3
: مادة غازية وشكل جزيئها مثلث مستوي فهي عديمة القطبية ،
ومع ذلك يوجد قوى ــــــ بين جزيئاتها .
د) كيف نفسر وجود قوى التجاذب
في المواد في الأمثلة السابقة وغيرها وهي كثيرة ؟ تحاط
الذرات في هذه الجزيئات بالإلكترونات ، ومن المفروض أن
يكون هذا التوزيع منتظما والجزيئات عديمة ــــــ .
هـ)
نتيجة لحركة الإلكترونات بين الذرات فقد تزيد الكثافة
الإلكترونية في منطقة ما وبذلك تقل في منطقة أخرى فينشأ
ثنائي قطب لحظي (لاحظ الشكل).
و)
عندما يظهر أول ثنائي قطب ، تترتب بقية الجزيئات حسب الجذب
الناتج وينشأ ثنائي قطب جديد وهكذا تنشأ ثنائيات قطب حثية
. |
|
ز)
تعتمد قوى لندن ، كما اتضح لك مما سبق
، على إمكانية تشويه التوزيع الإلكتروني للجزيئة وبالتالي
حدوث الاستقطاب المؤقت ، ويزداد احتمال الاستقطاب كلما
ازداد حجم الجزيء ، فالجزيء الكبير حيث الإلكترونات بعيدة
عن النواة أسهل في الاستقطاب من الجزيئات المتراصة صغيرة
الحجم والتي تكون إلكتروناتها قريبة من النواة .
يتناسب حجم الكثير من الجزيئات طردياً مع كتلتها المولية
لذلك تزداد قوى لندن في جزيئات المجموعات التي تتشابه في
شكلها كالغازات النادرة والهالوجينات . انظر الجدول التالي
لدرجات غليان عناصر هاتين المجموعتين :
الغازات النادرة |
درجة الغليان |
الهالوجينات |
درجة الغليان |
He |
ـ
268.9 |
F2 |
ـ 188.2 |
Ne |
ـ 246 |
Cl2 |
ـ34.7 |
Ar |
ـ 185.8 |
Br2 |
58 |
Kr |
ـ 152 |
I2 |
183 |
Xe |
ـ 108 |
|
|
إجابة السؤال