Межмолекулярная сила ( IMF ) (или вторичная сила ) — это сила, которая опосредует взаимодействие между молекулами, включая электромагнитные силы притяжения или отталкивания , которые действуют между атомами и другими типами соседних частиц, например, атомами или ионами . Межмолекулярные силы слабы по сравнению с внутримолекулярными силами — силами, удерживающими молекулу вместе. Например, ковалентная связь , включающая общие электронные пары между атомами, намного сильнее, чем силы, существующие между соседними молекулами. Оба набора сил являются важными частями силовых полей, часто используемых вмолекулярная механика .
Изучение межмолекулярных сил начинается с макроскопических наблюдений, указывающих на существование и действие сил на молекулярном уровне. Эти наблюдения включают термодинамическое поведение неидеального газа, отражаемое вириальными коэффициентами , давлением пара , вязкостью , поверхностным натяжением и данными поглощения.
Первое упоминание о природе микроскопических сил содержится в работе Алексиса Клеро « Теория фигуры Земли», опубликованной в Париже в 1743 году . , Максвелл и Больцман .
Информация о межмолекулярных силах получается путем макроскопических измерений таких свойств, как данные вязкости, давления, объема, температуры (PVT). Связь с микроскопическими аспектами дают вириальные коэффициенты и потенциалы Леннарда-Джонса .
Водородная связь — крайняя форма диполь-дипольной связи, относящаяся к притяжению между атомом водорода , который связан с элементом с высокой электроотрицательностью, обычно азотом , кислородом или фтором [2] , и другим из этих же элементов. Водородную связь часто описывают как сильное электростатическое диполь-дипольное взаимодействие. Однако она также имеет некоторые черты ковалентной связи: она направлена, сильнее, чем ван-дер-ваальсово силовое взаимодействие, образует межатомные расстояния, меньшие суммы их ван-дер-ваальсовых радиусов , и обычно включает ограниченное число партнеров по взаимодействию, что может трактоваться как своего родавалентность . Количество водородных связей, образующихся между молекулами, равно количеству активных пар. Молекула, отдающая свой водород, называется молекулой-донором, а молекула, содержащая неподеленную пару, участвующую в образовании Н-связи, называется молекулой-акцептором. Количество активных пар равно общему числу между количеством атомов водорода у донора и количеством неподеленных пар у акцептора.
Хотя оба они не изображены на диаграмме, молекулы воды имеют две активные пары, поскольку атом кислорода может взаимодействовать с двумя атомами водорода с образованием двух водородных связей. Межмолекулярная водородная связь отвечает за высокую температуру кипения воды (100 ° C) по сравнению с другими гидридами группы 16 , которые имеют небольшую способность к водородной связи. Внутримолекулярные водородные связи частично ответственны за вторичную , третичную и четвертичную структуру белков и нуклеиновых кислот . Он также играет важную роль в структуре полимеров , как синтетических, так и природных. [3]