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Interazione dipolo-dipolo

Generalità e proprietà dell'interazione dipolo-dipolo

Le molecole dipolari (molecole con due poli, uno positivo δ+ e l'altro negativo δ- e quindi dotate di un momento di dipolo µ) creano attorno a sè deboli campi elettrici che fanno sentire la propria attrazione su altre molecole polari vicine.

In questo modo si verifica un'attrazione elettrostatica tra i poli opposti di due molecole: tale interazione è detta interazione dipolo-dipolo o interazione di Keesom.

Le molecole dipolari si avvicinano e tendono a disporre i loro poli di carica opposta l'uno di fronte all'altro.

In tale modo si raggiunge una configurazione di elevata stabilità che rende minima l'energia potenziale del sistema:

interazione dipolo dipolo

Le interazioni dipolo-dipolo non sono molto efficienti nello stato gassoso poichè le distanze intermolecolari sono troppo elevate.

All'abbassarsi della temperatura e/o all’aumentare della pressione succede però che le distanze intermolecolari diminuiscono e le interazioni dipolo-dipolo conseguentemente aumentano.

L'energia cinetica media delle molecole diventa inferiore alle interazioni dipolari.

Queste ultime sono in grado a questo punto di mantenere coese le molecole e si ha pertanto il passaggio allo stato liquido.

Se la temperatura scende ulteriormente e/o la pressione aumenta, le interazioni dipolo-dipolo crescono ulteriormente e si viene a formare lo stato solido.

L'intensità delle interazioni dipolo-dipolo dipende ovviamente dal valore del momento di dipolo µ. Per valori di µ superiori a 1 D, queste interazioni iniziano a diventare importanti.

L'intensità di queste interazioni decresce inoltre all’aumentare della temperatura; un aumento di temperatura infatti comporta una maggior agitazione termica delle molecole che interferisce e disturba l'allineamento dei dipoli.

Come si calcola l'intensità dell'interazione dipolo-dipolo

Per due dipoli liberi di ruotare (e quindi appartenenti a una sostanza liquida o aeriforme) posti a una distanza r e di momento µ1 e µ2, l'intensità dell'interazione dipolo-dipolo è:

forza di keesom dipoli liberi

in cui:

Per due dipoli stazionari (e quindi appartenenti a una sostanza solida) posti a una distanza r, di momento µ1 e µ2 e di orientazione reciproca θ1, θ2 e φ, l'intensità dell'interazione dipolo-dipolo è:

forza di keesom nei solidi

molecole dipolari solido

Una interazione dipolo-dipolo particolarmente intensa è quella nota con il nome di legame a idrogeno o ponte a idrogeno.

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