TỔNG QUAN VỀ LỰC LIÊN PHÂN TỬ

Quay lại: Diễn giải kiến thức Sách giáo khoa – Tạp chí KEM (tapchikem.com)

Lưu ý: (1) Tất cả các bài viết này đều được trích từ các kì báo của PROTON - Tạp chí Hóa học phổ thông, nếu trích dẫn, xin ghi nguồn đầy đủ; (2) Độc giả quan tâm đến PROTON, có thể tìm hiểu tại đây. 

Lực liên phân tử (intermolecular force) là những tương tác (thường là “hút”) giữa các phân tử hoặc vi hạt nằm gần nhau. Những lực này thường yếu hơn so với liên kết hóa học có vai trò giữ các nguyên tử với nhau trong phân tử (lực nội phân tử – intramolecular force). Lực liên phân tử quyết định tính chất vật lí của các hợp chất cộng hóa trị – như là nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy hay độ tan.

Lực đẩy liên phân tử cũng có vai trò quan trọng ở nhiều khía cạnh, ví dụ như “sự án ngữ không gian” trong Hóa học Hữu cơ hay “hiệu ứng kị nước” (liên quan đến sự cuộn gập protein). Tuy nhiên, trong bài viết này, khi nói đến lực liên phân tử thì chủ yếu liên quan đến lực hút.

Nhiều tính chất vật lí, bao gồm nhiệt độ sôi của chất lỏng và nhiệt độ nóng chảy của chất rắn, phản ánh độ mạnh của lực hút giữa các vi hạt.

Bảng so sánh lực liên phân tử và lực nội phân tử (liên kết hóa học). 

Một chất lỏng sôi khi các vi hạt phá vỡ được lực hút giữ chúng bên trong chất lỏng. Lực hút càng lớn thì nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao. Tương tự, nhiệt độ nóng chảy của chất rắn càng cao khi lực hút giữa các vi hạt trong cấu trúc càng mạnh. Trang trước trình bày bảng so sánh những khác biệt chính giữa lực liên phân tử và nội phân tử. Lực liên phân tử có thể xuất hiện bởi tương tác giữa các phân tử (phân cực hoặc không phân cực) và ion ở gần nhau. Xem cách phân loại ở trang trước. Trong số đó, lực lưỡng cực-lưỡng cực có một trường hợp riêng nhưng rất phổ biến trong Hóa học, gọi là liên kết hydrogen.

Độ mạnh tương đối của các lực liên phân tử và nội phân tử được tóm tắt như trong sơ đồ trên. Tất cả các lực hút liên phân tử đều có bản chất là lực tĩnh điện, giữa các tiểu phân mang điện tích dương và âm – nghĩa là cũng tương tự như trong liên kết ion. Vậy tại sao lực liên phân tử lại yếu hơn nhiều so với liên kết ion? Đừng quên rằng tương tác tĩnh điện càng mạnh khi độ lớn của các điện tích càng cao và khoảng cách giữa các điện tích càng nhỏ. Các điện tích chịu trách nhiệm cho lực hút liên phân tử thường rất nhỏ (chỉ là các “điện tích riêng phần”) so với điện tích trong các hợp chất ion.

Ví dụ, từ moment lưỡng cực, có thể ước tính độ lớn điện tích riêng phần trên nguyên tử hydrogen và chlorine trong phân tử HCl lần lượt là +0.178 và –0.178. Bên cạnh đó, khoảng cách giữa các phân tử cũng thường lớn hơn rất nhiều so với khoảng các giữa các nguyên tử được giữ với nhau bởi liên kết hóa học, ví dụ: