分子間相互作用

質問

こんにちは。
分子間相互作用についていくつか質問があります。
(1)疎水性相互作用は純水中よりも、真空中の方が小さいのは真空中ではこの作用が働かないからで良いのでしょうか？

(2)疎水性相互作用は溶媒によって左右されますが、純水中と３０％メタノール中で比較した場合はどたらの方が大きいのでしょうか？どちらも極性溶媒ですよね・・・。

よろしくお願いします。

回答No.3

htms42

「疎水性相互作用」というのをどういう意味で使っておられますか。
私は分子間相互作用に親水性相互作用と疎水性相互作用があるというふうには思っていませんでした。

分子間力にはいろんな効果が含まれています。極性構造があればイオン間の相互作用に準ずる引力が生じる事が予想されますから分子間力は大きくなります。極性構造がなくても分子間の凝集は起こるのですから何らかの引力が存在するはずです。そういう力として求められたものがファンデルワールス力（分散力）です。この力は全ての分子で働きます。この力は距離が離れると急激に弱くなります。

分子間力は分子と分子の間に働く力ですから当然、間に何もない状態を考えています。その意味では真空中です。間に水があればその分子と水との間に働く力を考える事になります。
間に水がくることが出来るかどうかは分子と分子、水と水、水と分子のそれぞれの間に働く力の大きさの兼ね合いになります。
水にはかなり大きな極性があります。極性のある分子が水には溶けやすいです。極性のない分子は間に水をはさむことが出来ません。水と水の間に働く力のほうが強いのですから水は水とくっついて集まってしまいます。水とくっつくことのできない分子は仕方なしに水からはじき出されたようにして集まります。密度が小さければ浮くことになります。

分子の構造が決まればどういう種類の分子間力が働くかが決まります。分子間力の大きさは具体的な物質とその配置で変わってきます。距離が大きくなれば小さくなります。物質の組み合わせが変われば力の性質は変わってきます。どういう力が効いてくるかが変わってきます。

・疎水性相互作用とは何でしょう。
・(1)疎水性相互作用は純水中よりも、真空中の方が小さいのは
　これの意味が分かりません。

・(2)疎水性相互作用は溶媒によって左右されますが、
　これの意味も分かりません。

疎水性相互作用とはファンデルワールス力のことを言っているのですか。ファンデルワールス力は分子間力の中で一番弱い力です。水に混ざるということは極性構造があるということですからその物質に働いている分子間力はファンデルワールス力だけのときよりもつよいはずです。でもファンデルワールス力も働いています。合わさって働いているのですが強いほうの力が表に出てきたというだけです。ファンデルワールス力の大きさが大きくなったり、小さくなったりするわけではありません。間に水が入ったので距離が大きくなったということでの大きさの変化は当然ありますが。
とにかく何を言っているのかよく分からないのです。

（２）も同様です。
水、エタノールのどちらにも溶けるということは極性があるということです。エタノールの方が極性が弱いですから、極性の大きい物質は水の方によく溶けます。極性が弱くなると水には溶けにくくなります。しかし、水よりも極性の弱いエタノールであれば極性が弱くて水に溶けないような物質でも混ざりこんでいくことが出来るかもしれません。
これはファンデルワールス力の大きさが変わったのではありません。その分子の持っている分子間力でくっつくことでき来る相手は何かが変わったのです。水と水の結合の間に割り込んでいくほどの強さはないが水よりも結合の弱いアルコールの分子の間であれば割り込んでいくことが出来るということです。水では極性の構造が両側にあります。アルコールの場合、極性構造が分子の構造の片方（頭とします）にあります。頭の部分でしか強い分子間力は働かないのです。極性のない方（尻尾）ではファンデルワールス力にあたる力しか働きません。

でもこういうことを(2)のようには表現しないはずです。

お礼

ご回答有難うございました。

回答No.2

cipher_roy

真空中だとそもそも物質の絶対数が圧倒的に少ないです。『溶媒中に
ある』という概念もほとんど意味がありません。この点を抜きにしても、
物質の絶対数が圧倒的に少ない時点で、分子間相互作用をした状態の
構造体の絶対数もいわゆる一般環境化に比べて断トツに少ないのは
当たり前です。

水はＯ原子に付くのが２つともＨ原子のため、非常に極性が大きいのですが、
アルコールは片方がアルキル基になり、極性はぐっと小さくなります。
極性が強い方が疎水性相互作用は強くなります。

これらは化学の教科書でも（少なくとも大学レベルなら）初歩の部分に
載っている事ですので、今後のためにもきちんと勉強しなおして下さいね。
社会人になった後にこの知識を実際に使う職に就くなら、現場に出てから
この程度のことが分からないとあっという間にクビにされても文句は
言えません。

お礼

ご回答有難うございました。

回答No.1

owata-www

(1)そもそも真空中で疎水性相互作用を考えることはないですが…、まあそのような考えでいいと思います。

(2)純水中です（どちらが大きいという表現が正しいか微妙ですが…）

ただ、正直もう一度疎水性相互作用を勉強した方がいいかと思われます。

お礼

ご回答有難うございました。