взаимодействие, ион-дипольное (англ. ion-dipole interaction) — взаимодействие между ионом и молекулой с постоянным или наведенным дипольным моментом.

Описание

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 флуктуацими 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 () анизотропен, т. е. зависит от ориентации постоянного диполя, но для любой фиксированной ориентации обратно пропорционален квадрату расстояния   () и прямо пропорционален заряду иона и дипольному моменту молекулы ():

  .

При квазисвободном вращении диполя, например — в жидкостях (здесь и далее — при энергии теплового вращения, существенно превосходящей электростатическую) он оказывается обратно пропорционален четвертой степени расстояния и температуре () и прямо пропорционален квадратам заряда и дипольного момента:

.

2. Индукционное взаимодействие (ион-наведенный диполь). Наведенный (индукционный) дипольный момент, возникающий вследствие поляризации молекулы внешним полем, в данном случае — полем иона, имеет постояную 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, четвертой 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, т. е. гораздо более близкодействующее.

Автор

  • Иоффе Илья Нафтольевич

Источник

  1. Эткинс П. Физическая химия. Т. 2. — М.: Мир, 1980. — 584 с.