Люси (космический аппарат)
- 1 year ago
- 0
- 0
Ион-дипольное взаимодействие — взаимодействие между ионом и молекулой с постоянным или наведённым дипольным моментом .
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 флуктуациями их электронной плотности). Энергия ион-дипольной связи составляет 50-200 кДж/моль .
Можно выделить два основных типа ион-дипольных взаимодействий.
1. Ориентационное взаимодействие (ион-постоянный диполь). Потенциал ион-дипольного взаимодействия ( U ) анизотропен, то есть 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 ):
При квазисвободном вращении диполя, например — в жидкостях (здесь и далее — при энергии теплового вращения, существенно превосходящей электростатическую) он оказывается обратно пропорционален четвёртой степени расстояния и температуре ( T ) и прямо пропорционален квадратам заряда и дипольного момента:
2. Индукционное взаимодействие (ион-наведённый диполь). Наведённый (индукционный) дипольный момент, возникающий вследствие поляризации молекулы внешним полем, в данном случае — полем иона, имеет постоянную 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, четвёртой степени расстояния и прямо пропорциональному квадрату заряда и поляризуемости молекулы:
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, то есть гораздо более близкодействующее .