A H2Az O vízmolekula poláris, intermolekuláris dipól-dipól hidrogénkötésekkel. Amint a vízmolekulák vonzzák egymást és kötéseket képeznek, a víz olyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a magas felületi feszültség és a nagy párolgási hő. Az intermolekuláris erők sokkal gyengébbek, mint a molekulákat összetartó intramolekuláris erők, de mégis elég erősek ahhoz, hogy befolyásolják az anyag tulajdonságait. A víz esetében a folyadék egyedi módon viselkedik, és néhány hasznos tulajdonságot kölcsönöz neki.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A víz erős hidrogénkötésű dipól-dipól intermolekuláris erőkkel rendelkezik, amelyek nagy felületi feszültséget és nagy párolgási hőt adnak a víznek, és erős oldószerré teszik.
Poláris molekulák
Míg a molekulák összességében semleges töltéssel rendelkeznek, a molekula alakja olyan lehet, hogy az egyik vége negatívabb, a másik vége pedig pozitívabb. Ebben az esetben a negatív töltésű végek más molekulák pozitív töltésű végeit vonzzák, gyenge kötéseket alkotva, A poláris a molekulát dipólusnak hívják, mert két pólusa van, plusz és mínusz, és a poláris molekulák kialakulásának kötéseit dipól-dipólusnak nevezik kötvények.
A vízmolekulának ilyen töltéskülönbségei vannak. A vízben lévő oxigénatomnak hat elektronja van a külső elektron alhéjában, ahol nyolc fér el. A vízben lévő két hidrogénatom kovalens kötéseket képez az oxigénatommal, megosztva két elektronjukat az oxigénatommal. Ennek eredményeként a molekulában rendelkezésre álló nyolc elérhető kötő elektron közül kettő megoszlik a két hidrogénatom mindegyikével, így négy szabadon marad.
A két hidrogénatom a molekula egyik oldalán marad, míg a szabad elektronok a másik oldalon gyülekeznek. A közös elektronok a hidrogénatomok és az oxigénatom között maradnak, így a mag pozitív töltésű hidrogénprotonja szabadon marad. Ez azt jelenti, hogy a vízmolekula hidrogénoldalának pozitív töltése van, míg a másik oldalon, ahol a szabad elektronok vannak, negatív a töltése. Ennek eredményeként a vízmolekula poláros és dipólusú.
Hidrogénkötések
A vízben a legerősebb intermolekuláris erő egy speciális dipólkötés, amelyet hidrogénkötésnek hívnak. Számos molekula poláros, és bipol-bipol kötéseket hozhat létre anélkül, hogy hidrogénkötéseket képezne, vagy akár molekulájában hidrogén is van. A víz poláros, és az általa képzett dipólkötés hidrogénkötés a molekulában lévő két hidrogénatom alapján.
A hidrogénkötések különösen erősek, mert a hidrogénatom az olyan molekulákban, mint a víz, kicsi, meztelen proton, belső elektronhéj nélkül. Ennek eredményeként közel kerülhet a poláris molekula negatív oldalának negatív töltéséhez és különösen erős kötést hozhat létre. A vízben egy molekula legfeljebb négy hidrogénkötést képes kialakítani, mindegyik hidrogénatomhoz egy-egy molekula, a negatív oxigén oldalon pedig két hidrogénatom. A vízben ezek a kötések erősek, de folyamatosan eltolódnak, megszakadnak és újra kialakulnak, hogy a víz különleges tulajdonságokat kapjon.
Ion-dipól kötvények
Ha ionos vegyületeket adunk a vízhez, a töltött ionok kötéseket képezhetnek a poláris vízmolekulákkal. Például a NaCl vagy az asztali só ionos vegyület, mivel a nátriumatom egyetlen külső héj elektronját adta a klóratomnak, nátrium- és klórionokat képezve. Vízben oldva a molekulák pozitív töltésű nátriumionokká és negatív töltésű klórionokká disszociálnak. A nátriumionok vonzódnak a vízmolekulák negatív pólusaihoz, és ion-dipól kötéseket képeznek ott, míg a klórionok kötéseket alkotnak a hidrogénatomokkal. Az ion-dipól kötések kialakulása okozza, hogy az ionos vegyületek könnyen feloldódnak a vízben.
Az intermolekuláris erők hatása az anyagi tulajdonságokra
Az intermolekuláris erők és az általuk létrehozott kötések befolyásolhatják az anyag viselkedését. A víz esetében a viszonylag erős hidrogénkötések összetartják a vizet. A kapott tulajdonságok közül kettő a nagy felületi feszültség és a nagy párolgási hő.
A felületi feszültség azért magas, mert a víz felszínén lévő vízmolekulák kötéseket képeznek, amelyek egyfajta elasztikus fólia a felületen, lehetővé téve a felület számára, hogy bizonyos súlyt megtartson, és vízcseppeket kerekessé húzva formák.
A párolgási hő magas, mert amint a víz eléri a forráspontot, a vízmolekulák még mindig kötődnek, és addig maradnak folyékonyak, amíg elegendő energiát nem adnak a kötések megszakításához. Az intermolekuláris erőkön alapuló kötések nem olyan erősek, mint a kémiai kötések, de mégis fontosak annak magyarázatában, hogy egyes anyagok hogyan viselkednek.