Domanda:
Qual è la differenza tra legami fisici e chimici?
Juha
2012-05-04 14:59:36 UTC
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Se caratterizzi i legami chimici a due categorie di legami fisici e chimici, come lo fai? Non sono tutti i legami chimici e fisici ?

Da freedictionary.com, legame chimico:

Qualunque di diverse forze, in particolare il legame ionico, il legame covalente e il legame metallico, mediante i quali gli atomi o gli ioni sono legati in una molecola o in un cristallo.

Qual è allora il legame fisico? Come dovrebbe essere legato l'atomo alla molecola se questi legami non sono quelli. Cosa sono esattamente queste "diverse forze"?

Nella risposta vorrei vedere gli elenchi dei legami chimici e fisici.

Ti fa pensare ... il legame ionico nei sali e il legame che ottieni quando pezzi di carta carichi si attaccano a un pettine sono entrambi essenzialmente attrazione elettrica, sì? Ma uno è un legame fisico e uno è un legame chimico ...
Quattro risposte:
#1
+21
F'x
2012-05-04 16:23:12 UTC
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In breve: la definizione di legame chimico non è univoca ed è una linea tracciata chiaramente. La definizione più semplice e comune è la condivisione di elettroni tra due o più nuclei . Al contrario, si dice spesso che altre interazioni siano intermolecolari (che è un po 'più specifico del termine "fisico".


In un commento più lungo, vedo che può avere cinque diversi tipi di definizione del legame chimico (vs. interazioni intermolecolari).

  1. Partiamo dall'inizio, in questo caso usando le parole di Linus Pauling, vincitore del Nobel del 1954 Premio per "la determinazione della natura del legame chimico che collega gli atomi in molecole". In The Nature of the Chemical Bond (1960), dà la seguente definizione:

    Il legame chimico definito . - Diremo che esiste un legame chimico tra due atomi o gruppi di atomi nel caso in cui le forze che agiscono tra di loro siano del tipo portare alla formazione di un aggregato con una stabilità sufficiente per rendere conveniente per il chimico considerarlo come una specie molecolare indipendente.

    Un legame è ciò che lega atomi in m olecole e le molecole sono definite a discrezione del chimico. Puoi trovare la stessa definizione ancora in uso in alcuni libri di testo delle scuole superiori, ma non è molto utile ...

  2. L'esatto contrario: considera tutte le interazioni come chimiche legami , la cui forza può variare. In realtà non l'avevo sentito prima di cercare libri di testo per scrivere questa risposta, ma puoi trovarlo in alcuni libri di testo, come questo:

    Un legame chimico è il fenomeno fisico delle specie chimiche tenute insieme dall'attrazione reciproca di atomi attraverso la condivisione e lo scambio di elettroni ed è un fenomeno completamente descritto dalle leggi dell'elettrodinamica quantistica. In generale, forti legami chimici si trovano nelle molecole, nei cristalli o nel metallo solido e organizzano gli atomi in strutture ordinate. I legami chimici deboli sono classicamente spiegati come effetti della polarità tra molecole che contengono forti legami polari. Alcune interazioni simili a legami molto deboli derivano anche dalle forze di Londra della polarità indotta tra le nuvole di elettroni di atomi o molecole. Tali forze consentono la liquefazione e la solidificazione dei gas inerti. Ai punti di forza più bassi di tali interazioni, non esiste una buona definizione operativa di ciò che costituisce un "legame" definitivo appropriato.

    Questa visione ha alcune basi, perché tutte le interazioni interatomiche derivano dal comportamento degli elettroni del sistema (oltre alle forze coulombiche nuclei-nuclei). Tuttavia, non consente di fare una netta distinzione tra le interazioni le cui energie differiscono per ordini di grandezza. Ai chimici piacciono le molecole e amano classificare le cose tra intra- e inter-molecolare, in quanto è un bel modello (che rende più facile per la nostra mente gestirlo).

  3. Puoi classificare interazioni per energia: decidi che i legami chimici sono quelle interazioni che hanno un'energia superiore a una certa soglia , diciamo 50 kJ / mol. Questo rende le cose pulite e ti assicura di poter classificare facilmente le interazioni. Tuttavia, la scelta di una soglia è problematica.

  4. Infine, quella che credo sia la descrizione più comune è guardare alla natura dell'interazione e classificarla secondo una certa convenzione . Le altre due risposte finora si sono concentrate su questa parte ed hanno elencato i vari tipi "usuali" di legami e interazioni intermolecolari, quindi non dirò di più su questo.

  5. I ha detto cinque tipi, giusto? Ebbene, il quinto è mio, ovviamente. Non solo il mio, ma anche quello del New Oxford American Dictionary , che mi piace molto:

    legame chimico
    a forte forza di attrazione che tiene insieme gli atomi in una molecola o cristallo, risultante dalla condivisione o dal trasferimento di elettroni.

    Breve e potente. Quello che mi piace è che fornisce una prescrizione generale, che consente di discutere casi individuali e non si basa troppo sulle convenzioni. Quali sono le caratteristiche di un legame chimico? Beh, deve essere una forza attrattiva tra gli atomi, certo ... ma penso che il criterio più rilevante di tutti sia la condivisione (o trasferimento) di elettroni . Dopotutto, questo è il significato della chimica: descrizione di nuvole elettroniche attorno a due o più atomi. E penso che quando questo criterio viene applicato all'elenco dei tipi di interazione comunemente classificati, funziona abbastanza bene (senza essere dogmatico).

    Inoltre, quello che mi piace è che un determinato tipo di interazione può essere considerato in un modo o nell'altro a seconda della sua forza. Il miglior esempio potrebbe essere il legame idrogeno, che è l'archetipo del legame quasi chimico ...

Ora, "Cosa definisce esplicitamente un legame idrogeno?" 3 .. 2 ... 1 ... VAI! : D
@LordStryker facile! ;-) Raccomandazioni IUPAC pubblicate in * Pure Appl. Chem. *, 2011, vol. 83, n. 8, pagg. 1637-1641, doi: 10.1351 / PAC-REC-10-01-02
Ah sì. Sapevo che la definizione dell'H-bond sarebbe stata aggiornata, ma in realtà non avevo visto il documento. Molto bene! Tuttavia sono ancora un po 'insoddisfatto. Un esempio che posso fornire sono i criteri relativi all'angolo di legame H. Più si avvicina a 180, più forte è il legame. Quindi risiede la controversia, quanto può essere acuto l'angolo prima che non sia più considerato un legame H? Ho visto così tante persone (professori e studenti inclusi) discutere su cosa sia e cosa non sia un legame H poiché l'angolo è "troppo lontano" da 180. Certo si può dire "tipo H-bond" ma questo inizia per suonare come una copertura per me.
+1 per una discussione così ampia. Il numero 5 è davvero una bella definizione compatta, anche se per essere pedanti bisognerebbe comunque inserire una soglia quantitativa per ciò che si intende per "forte" e cristallo: altrimenti un gruppo di molti palloncini caricati in modo opposto si classificherebbe come un cristallo legato chimicamente.
Qual è la giustificazione per disegnare la "linea di demarcazione" ad es. 50 kJ / mol?
@F'x PS non è un attacco contro di te: hai fatto un ottimo lavoro catalogando i diversi tipi di descrizioni dei legami comunemente usati in chimica. Volevo screditare quel modo di classificazione.
#2
+3
Eric Brown
2013-05-04 17:07:11 UTC
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La risposta è che esistono uno (o forse due) tipi di obbligazioni. Un legame si verifica quando due atomi sono attratti in modo nettamente elettrostatico favorevole. (Ovviamente, gli elettroni e i protoni sono soggetti alla loro natura quantistica)

Perché due? Nella teoria quantistica degli atomi nelle molecole, la "procedura" è:

  1. accertare se esiste un percorso di legame tra due atomi (atomico bacini). Questa è una risposta sì / no - è un legame o nessun legame - perché è elettrostaticamente favorevole o sfavorevole.
  2. Se esiste un percorso di legame, allora il segno del laplaciano della densità elettronica al punto critico del legame ti dice se l'interazione è "covalente" o "non covalente" sebbene questi termini non siano strettamente applicabili. +/- yeilds solo DUE possibili tipi di obbligazioni.

BTW: Il laplaciano di qualsiasi campo è una misura del fatto che la densità elettronica in un punto particolare sia una "sorgente" o una "sorgente". La realtà è: c'è un intero, continuo spettro di valori del laplaciano. Nessuno di loro si presenta come chiamato "dipolo" o "van der Waals"

In sintesi, c'è un linguaggio di legame, e questo è espresso nella fisica quantistica. Non sentirai mai parlare delle forze di van der Waals in un corso di fisica [elettrodinamica quantistica], perché non esiste una cosa del genere. Non esiste un termine di van der Waals nell'equazione di Schroedinger.

La differenza tra legami chimici e fisici insegnata in classe è semplice: la chimica nel suo complesso non ha scosso la descrizione di un legame pre-quantistica. È disastrosamente complicato per studenti e professionisti del campo, poiché c'è un battibecco senza fine sul fatto che qualcosa sia un "dipolo-dipolo" o "dipolo indotto da dipolo" o "tre centri, due elettroni" Ma questi sono tutti argomenti costruito su impalcature traballanti.

Il fatto è che le regole del legame fisico sono quasi "noiose". Il secondo fatto è che la maggior parte delle descrizioni dei legami in chimica hanno solo alcuni elementi di realtà. A merito dei chimici, hanno bisogno di descrivere in modo rapido ed efficiente alcuni motivi che appaiono spesso nell'incollaggio - senza ricorrere a un calcolo di chimica quantistica - e hanno fatto un buon lavoro. È solo che queste descrizioni sono alquanto ambigue e sempre aperte all'interpretazione, quindi non puramente meccanica quantistica.

#3
+2
leftaroundabout
2012-05-04 15:32:31 UTC
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Tutti i legami sono fisici, ovviamente. Ma non tutti i legami sono chimici: come esempio un po 'stupido, considera un magnete attaccato al tuo frigorifero, che in un certo senso è un legame fisico ma non ha molto a che fare con la chimica.

La definizione che hai citato va bene, e lascia abbastanza chiaramente quei tipi di legami che non sono inclusi come " i legami fisici". Ad esempio, le forze di Van der Waals che non legano le molecole in una struttura cristallina rigida, in particolare le forze di dispersione di Londra, di solito non sono considerate legami chimici, né lo sono le forze che tengono insieme i nuclei atomici o le stelle di neutroni.

Naturalmente, nessuna di queste lega insieme le molecole; se lo restringi a ciò hai ragione che ogni legame è fisico e chimico allo stesso tempo.

#4
-1
Pranay wandhe
2014-04-27 22:51:43 UTC
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Legame significa forza di attrazione. La materia è composta da molecole e atomi. La forza di attrazione fisica che trattiene atomi e molecole in una materia è chiamata legame fisico. Le forze di Vander Waal, le forze coulombiche sono forze fisiche. Il legame che si crea a causa del comportamento dell'atomo per diventare stabile è chiamato legame chimico. Il legame fisico è dovuto alla proprietà delle particelle chiamate massa, carica elettrica (positiva o negativa).



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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