分子間作用力與液體
離子-偶極相互作用
/ EYE-on DY-pole /
往一杯水裡撒一撮食鹽,幾秒鐘內它就消失不見了。是什麼把它拆開的?每個帶電的鈉離子和氯離子,都被水分子團團圍住,這些水分子轉動著自己略帶電的一端去面對它——帶正電的水端擠向氯離子,帶負電的水端擠向鈉離子。這種完整電荷與分子偏置端之間的吸引,就是離子-偶極相互作用。
離子-偶極相互作用,是一個離子(帶完整電荷的粒子)與一個極性分子(帶永久偶極的分子)之間的吸引。分子會轉過來,讓自己電性相反的一端朝向離子。由於其中一方帶的是整個電荷、而非只是部分電荷,離子-偶極力比作用在兩個中性極性分子之間的偶極-偶極力要強得多,但仍弱於離子晶體內部的鍵。
它為何要緊:離子-偶極相互作用是離子化合物能溶於水及其他極性溶劑的主要原因——正是它包圍並穩住每一個被釋放的離子,這一過程稱為溶劑化,對水而言則稱水合。需要老實說明的是:它同時需要一個離子和一個極性分子,所以它出現在鹽溶液和生物體中,卻不會出現在兩個中性分子之間或非極性溶劑裡。
鹽溶解時,每個鈉離子最終被一層約六個水分子的殼包裹,這些水分子把帶負電的氧端朝內指著——這是教科書式的離子-偶極排布。
靠離子-偶極吸引,水分子簇擁在每個溶解的離子周圍。
離子-偶極通常比偶極-偶極強,因為其中一方帶的是完整電荷而非部分電荷。這正是極性溶劑為何能如此輕易溶解鹽類的原因,也是離子和極性物質「相似相溶」規則背後的道理。
又稱
另見