Legătura de hidrogen, forțe van der Waals

Ierarhia forțelor

Covalentă sau ionică (sute de kJ/mol) ≫ legătură de hidrogen (10–40 kJ/mol) > dipol–dipol > dispersie London.

Legătura de hidrogen

Când apareH legat de F, O sau N găsește o pereche neparticipantă pe un F, O sau N vecin
p.f.H₂O 100 °C > HF 20 °C > NH₃ −33 °C
HidraciziHF ≫ HCl, apoi HCl < HBr < HI

Anomalii explicate de legătura H

Gheațarețea hexagonală afânată: fiecare moleculă participă la 4 legături de H (2 revin unei molecule), deci e mai puțin densă decât apa
Acidul aceticformează dimeri ciclici prin 2 legături de H

Tipuri de rețele cristaline

Rețea	Particule / forțe	Exemple	Proprietăți
ionică	ioni / electrostatice	NaCl, CaF₂, MgO	p.t. mare, conduce topită
covalentă (atomică)	atomi / covalente	diamant, SiO₂, SiC	foarte dură, p.t. foarte mare
moleculară	molecule / vdW sau H	I₂, CO₂ solid, gheață	p.t. mic, adesea sublimează
metalică	cationi + electroni	Na, Cu, Fe	conduce în stare solidă

Ordonări la compuși ionici

Punctul de topire crește cu sarcina ionilor și scade cu raza lor, după energia de rețea $\sim z^{+} z^{-} / (r^{+} + r^{-})$ : Cs₂O < Na₂O < CaO < MgO.

1.Dimerul acidului acetic din densitate

Vaporii de acid acetic au, la 118 °C și 1 atm, densitatea 3,15 g/L. Calculează masa molară medie a vaporilor și fracția molară a dimerului (CH₃COOH)₂.

1
Masa molară medie din ecuația de stare:
$M ˉ = \frac{ρR T}{p} = \frac{3 , 15 \cdot 0 , 082 \cdot 391 , 15}{1} = 101, 0 g/mol$
2
Amestec de monomer (60,05) și dimer (120,10), cu x = fracția molară a dimerului:
$60, 05 (1 - x) + 120, 10 x = 101, 0$
3
Rezolvă:
$x = \frac{101 , 0 - 60 , 05}{60 , 05} = 0, 682$
4
Interpretare: M̄ între 60 și 120 arată că în vapori coexistă monomer și dimer legat prin 2 legături de H:
$x (dimer) \approx 0, 68 x (monomer) \approx 0, 32$