Strona głównaPytania → Co łączy cząsteczki w ciała...

Co łączy cząsteczki w ciała stałe lub ciecze?

Pytanie

Pyta Damian

Co łączy cząsteczki w ciała stałe lub ciecze? Dlaczego kostka lodu nie rozpada się na pojedyncze cząsteczki wody? Co je trzyma?

Odpowiedź

Odpowiada dr Miłosz Panfil

Cząsteczki w ciele stałym, oraz w dużo mniejszym stopniu w cieczy, przyciągają się nawzajem. Skąd wynika to oddziaływanie? Istnieją różne rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych, które wiążą cząsteczki w większe struktury. Mają one jednak wspólne pochodzenia. Wszystkie są wynikiem tego, że elektrony oraz protony jąder atomowych są naładowanie elektrycznie.

Przykładem takiego oddziaływania jest wiązanie jonowe, odpowiedzialne za powstanie na przykład kryształów soli. Sól kuchenna to związek sodu i chloru. Elektrony w sodzie są słabo związane z jądrem atomowym, natomiast w chlorze przeciwnie. Tam jądro atomowe silnie przyciąga elektrony. Gdy atom sodu znajdzie się w pobliżu atomu chloru to oddaje mu jeden z elektronów, w wyniku czego chlor staje się naładowany ujemnie a sód dodatnio. Przeciwne ładunki przyciągają się i powstaje kryształ soli. Podobny rodzaj wiązań (wiązania kowalencyjne) występuje w lodzie. O tym i o innych rodzajach wiązań można dowiedzieć się więcej np. w takim artykule o wiązaniach chemicznych.

Woda jest ciekawą substancją, ponieważ w jej przypadku występują dodatkowe oddziaływania (wiązania wodorowe), które wynikają ze struktury cząsteczki wody. Cząsteczka wody złożona jest z dwóch atomów wodoru i atomu tlenu i w przybliżeniu wygląda jak trójkąt z atomami w rogach. Atom tlenu przyciąga do siebie elektrony wodoru, w wyniku czego ładunek cząsteczki wody nie jest równomiernie rozłożony. W pobliżu atomów wodoru jest trochę więcej ładunku dodatniego, w pobliżu atomu tlenu trochę więcej ładunku ujemnego. Taką cząsteczkę nazywamy spolaryzowaną. Jeżeli umieścimy spolaryzowane cząsteczki obok siebie to ich przeciwnie naładowane części będą się przyciągać tworząc wiązania nazwane wodorowymi. Wiązania wodorowe odpowiedzialne są, na przykład, za anomalną rozszerzalność cieplną wody.