Ион-дипольное взаимодействие

Ион-дипольное взаимодействие (англ. ion-dipole interaction) — взаимодействие между ионом и молекулой с постоянным или наведенным дипольным моментом^[1].

Описание

Ион-дипольное взаимодействие, так же как и ван-дер-ваальсово (диполь-дипольное), относится к слабым, нековалентным связям. Оно обусловлено взаимодействием между ионами и полярными группами молекул (либо флуктуацими их электронной плотности). Энергия ион-дипольной связи составляет 50–200 кДж/моль^[1].

Можно выделить два основных типа ион-дипольных взаимодействий.

1. Ориентационное взаимодействие (ион-постоянный диполь). Потенциал ион-дипольного взаимодействия (U) анизотропен, т. е. зависит от ориентации постоянного диполя, но для любой фиксированной ориентации обратно пропорционален квадрату расстояния (r) и прямо пропорционален заряду иона и дипольному моменту молекулы (p):

$U\sim\frac{qp}{r}.$

При квазисвободном вращении диполя, например — в жидкостях (здесь и далее — при энергии теплового вращения, существенно превосходящей электростатическую) он оказывается обратно пропорционален четвертой степени расстояния и температуре (T) и прямо пропорционален квадратам заряда и дипольного момента:

$U\sim\frac{q^2p^2}{Tr^4}.$

2. Индукционное взаимодействие (ион-наведенный диполь). Наведенный (индукционный) дипольный момент, возникающий вследствие поляризации молекулы внешним полем, в данном случае — полем иона, имеет постояную ориентацию относительно иона. Он пропорционален заряду иона и поляризуемости молекулы и обратно пропорционален квадрату расстояния, что приводит к потенциалу взаимодействия, обратно пропорциональному, как и в случае постоянного дипольного момента, четвертой степени расстояния и прямо пропорциональному квадрату заряда и поляризуемости молекулы:

$U\sim\frac{q^2p}{r^4}.$

Как и в случае других межмолекулярных взаимодействий, возможно взаимодействие заряда иона с высшими мультипольными моментами, однако оно, как правило, слабее и обратно пропорционально более высоким степеням расстояния, т. е. гораздо более близкодействующее^[1].

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Иоффе Илья Нафтольевич взаимодействие, ион-дипольное, «Словарь нанотехнологичных терминов». РОСНАНО. Архивировано из первоисточника 1 ноября 2012. Проверено 21 августа 2012.

Литература

Эткинс П. Физическая химия. Т. 2. — М.: Мир, 1980. — 584 с.

Связать^?

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.