Interazione tra molecole: forze e polarità
Le molecole polari, con il loro movimento caotico, possono avvicinarsi e generare reciproca attrazione o repulsione, dando luogo a un’interazione tra molecole.
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Se queste collisioni avvengono con la stessa probabilità, non si osserva alcun effetto risultante, né attrattivo né repulsivo. Tuttavia, la probabilità di collisione quando le molecole sono orientate in modo da generare attrazione è leggermente maggiore di quella che porta a una collisione repulsiva, determinando una forza di attrazione risultante, spesso debole, a causa della polarità della molecola.
Energia di interazione tra molecole polari
L’energia che deriva da questa forza di attrazione tra due molecole è determinata dalla distanza tra di esse, dal momento dipolare della molecola e dalla temperatura. Questo tipo di forza di attrazione è solo uno dei contributi all’interazione tra le molecole polari.
Le molecole apolari sono invece caratterizzate da un baricentro che coincide con quello delle cariche negative. Tuttavia, quando sono sottoposte a un campo elettrico, la nube elettronica di tali molecole viene deformata, generando una molecola polare con un momento indotto proporzionale all’intensità del campo in cui si trova la molecola. Questa polarizzazione indotta, dipendente dalle dimensioni molecolari e chiamata effetto di induzione, contribuisce anch’essa all’energia di attrazione tra le molecole.
Effetti di dispersione e interazioni van der Waals
L’interazione tra due molecole apolari può avvenire attraverso un effetto di dispersione, che comporta la formazione di due dipoli istantanei reciprocamente indotti. Questo tipo di interazione contribuisce significativamente all’energia complessiva di coesione delle molecole apolari.
In conclusione, le forze di interazione tra le molecole, dette forze di van der Waals, sono responsabili in larga misura delle deviazioni dei gas reali dal comportamento ideale. Queste forze, insieme agli altri tipi di interazione descritti, generano la struttura energetica del sistema molecolare.
