分子間力は、隣接する分子間で作用する相互作用力です。強いイオン-双極子相互作用、双極子-双極子相互作用、ロンドン分散相互作用、または誘導双極子結合など、分子間力にはいくつかの種類があります。これらの分子間力の中で、ロンドン分散力と双極子-双極子力はファンデルワールス力のカテゴリに分類されます。

この記事は、

1.双極子-双極子相互作用とは2。ロンドン分散相互作用とは3。ファンデルワールス力はどのように分子をまとめるのか

双極子-双極子相互作用とは

電気陰性度の異なる2つの原子が電子対を共有する場合、電気陰性度の高い原子が電子対をそれ自体に引き寄せます。したがって、それはわずかに負（δ-）になり、電気陰性度の低い原子にわずかに正の電荷（δ+）を誘導します。これを行うには、2つの原子間の電気陰性度の差が> 0.4である必要があります。典型的な例を以下に示します。

図1：双極子-双極子相互作用の例

ClはHよりも電気陰性度が高い（電気陰性度の差は1.5）。したがって、電子対はClに向かってよりバイアスされ、δ-になります。分子のこのδ-端は別の分子のδ+端を引き付け、2つの間に静電結合を形成します。この種の結合は、双極子-双極子結合と呼ばれます。これらの結合は、分子の周りの非対称の電気雲の結果です。

水素結合は、特殊な種類の双極子-双極子結合です。水素結合が発生するには、水素原子に電気陰性度の高い原子が結合している必要があります。次に、共有された電子対は、より電気陰性度の高い原子に向かって引っ張られます。孤立電子対を持つ電気陰性度の高い原子を持つ隣接分子が存在するはずです。これは水素受容体と呼ばれ、水素供与体から電子を受け取ります。

図2：水素結合

上記の例では、水分子の酸素原子が水素供与体として機能します。アンモニア分子の窒素原子は水素受容体です。水分子の酸素原子は、アンモニア分子に水素を供与し、それと双極子結合を形成します。これらのタイプの結合は水素結合と呼ばれます。

ロンドン分散相互作用とは何ですか

ロンドン分散力は、主に非極性分子に関連しています。これは、分子の形成に関与する原子が同様の電気陰性度であることを意味します。したがって、原子に電荷は形成されません。

ロンドン分散の理由は、分子内の電子のランダムな動きです。電子はいつでも分子の任意の端にあり、その端をδ-にします。これにより、分子のもう一方の端がδ+になります。分子内の双極子のこの出現は、別の分子内にも双極子を誘発する可能性があります。

図3：ロンドン分散力の例

上の写真は、左側の分子のδ-端が近くの分子の電子をはじくため、分子のその端にわずかな陽性を誘発することを示しています。これにより、2つの分子の反対に帯電した端の間に引力が生じます。これらのタイプの結合は、ロンドン分散結合と呼ばれます。これらは最も弱いタイプの分子相互作用と見なされ、一時的なものである可能性があります。非極性溶媒中の非極性分子の溶媒和は、ロンドン分散結合の存在によるものです。

ファンデルワールス力はどのように分子をまとめるのか

上記のファンデルワールス力は、イオン力よりもやや弱いと考えられています。水素結合は、他のファンデルワールス力よりもはるかに強いと考えられています。ロンドン分散力は、ファンデルワールス力の中で最も弱いタイプです。ロンドン分散力は、多くの場合、ハロゲンまたは希ガスに存在します。分子をまとめる力が強くないため、分子は自由に浮き上がります。これにより、それらは大量に使用されます。

双極子-双極子相互作用はロンドン分散力よりも強く、液体中に存在することがよくあります。双極子相互作用によって一緒に保たれる分子を持つ物質は極性と見なされます。極性物質は、別の極性溶媒にのみ溶解できます。

次の表は、2種類のファンデルワールス力を比較対照しています。

双極子-双極子相互作用	ロンドン分散力
電気陰性度の差が大きい（0.4）原子を持つ分子間で形成されます	双極子は、ランダムに移動する電子の非対称分布によって分子内に誘導されます。
比較的強く、エネルギー	比較的弱く、一時的な可能性があります
極性物質に存在	非極性物質に存在
水、p-ニトロフェニル、エチルアルコール	ハロゲン（Cl2、 NS2）、希ガス（He、Ar）

ただし、ファンデルワールス力は、イオン結合や共有結合に比べて弱いです。ですから、壊すのに多くのエネルギー供給を必要としません。

参考：1。 「双極子-双極子相互作用–化学。 」Socratic.org。 N.p.、n.d。ウェブ。 2017年2月16日2。 「ファンデルワールス力。」化学LibreTexts。 Libretexts、2016年7月21日。Web。 2017年2月16日。

画像提供：1。 「Dipole-dipole-interaction-in-HCl-2D」Benjah-bmm27– Commons Wikimedia2を介した自分の作品（パブリックドメイン）。 Mcpazzoによる「WikipediaHDonorAcceptor」– Commons Wikimediaによる自作（パブリックドメイン）