Force intermoléculaire

Simulation informatique de solutions aqueuses fortement acides montrant un appariement inhabituel d'ions hydronium

Les forces intermoléculaires sont des forces de nature essentiellement électrostatique induisant une attraction ou une répulsion entre des entités chimiques (atomes, molécules ou ions). Ces forces sont en général bien plus faibles que les forces intramoléculaires qui assurent l'association des atomes dans les molécules.

Classification

Dans ces forces intermoléculaires, on distingue :

• les forces de Van der Waals, de nature électrostatique, qui recouvrent plusieurs types d'interactions :
  • forces dipôle–dipôle ou forces de Keesom (effets d'orientation) ;
  • forces dipôle-induit dipôle ou forces de Debye, (effets d'induction) ;
  • forces instantanées dipôle-induit dipôle-induit ou forces de London (effets de dispersion) ;
  • forces ion–dipôle ;
• les ponts hydrogène ;
• les ponts halogène.

Une récente classification de ces interactions est donnée par l'indice "IBSI" (Intrinsic Bond Strength Index)[1], basé sur la méthodologie IGM (Independent Gradient Model)[2],[3],[4].

Intensité relative des forces intramoléculaire et intermoléculaire

Type d'interaction	Énergie de dissociation (kcal/mol)[5],[6]
Liaison ionique	250-4000
Liaison covalente	30-260
Pont hydrogène	1–12
Forces de Keesom	0,5–2
Forces de London	< 1 à 15

Note : les valeurs données sont des ordres de grandeur, la valeur de la force variant d'une molécule à l'autre. Dans la majorité des cas, les forces de London sont plus intenses que les forces de Keesom et les ponts H [7].

Notes et références

1. (en) Johanna Klein, Hassan Khartabil, Jean-Charles Boisson et Julia Contreras-García, « New Way for Probing Bond Strength », The Journal of Physical Chemistry A, vol. 124, n^o 9,‎ 5 mars 2020, p. 1850–1860 (ISSN 1089-5639 et 1520-5215, DOI 10.1021/acs.jpca.9b09845, lire en ligne, consulté le 21 avril 2022).
2. (en) Corentin Lefebvre, Gaëtan Rubez, Hassan Khartabil et Jean-Charles Boisson, « Accurately extracting the signature of intermolecular interactions present in the NCI plot of the reduced density gradient versus electron density », Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 19, n^o 27,‎ 12 juillet 2017, p. 17928–17936 (ISSN 1463-9084, DOI 10.1039/C7CP02110K, lire en ligne, consulté le 21 avril 2022).
3. (en) Corentin Lefebvre, Hassan Khartabil, Jean-Charles Boisson et Julia Contreras-García, « The Independent Gradient Model: A New Approach for Probing Strong and Weak Interactions in Molecules from Wave Function Calculations », ChemPhysChem, vol. 19, n^o 6,‎ 19 mars 2018, p. 724–735 (DOI 10.1002/cphc.201701325, lire en ligne, consulté le 21 avril 2022).
4. (en) Miguel Ponce-Vargas, Corentin Lefebvre, Jean-Charles Boisson et Eric Hénon, « Atomic Decomposition Scheme of Noncovalent Interactions Applied to Host–Guest Assemblies », Journal of Chemical Information and Modeling, vol. 60, n^o 1,‎ 27 janvier 2020, p. 268–278 (ISSN 1549-9596 et 1549-960X, DOI 10.1021/acs.jcim.9b01016, lire en ligne, consulté le 21 avril 2022).
5. Dr. Walt Volland, « "Intermolecular" Forces » (consulté le 20 septembre 2009).
6. Organic Chemistry: Structure and Reactivity by Seyhan Ege, pp.30–33, 67.
7. Jim Clark, « THE STRENGTHS OF VAN DER WAALS DISPERSION FORCES », août 2017 (consulté le 5 décembre 2024) : « For most molecules, including those which can hydrogen bond, dispersion forces contribute the most to the overall intermolecular bonding. Describing dispersion forces as the weakest kind of intermolecular force is wrong »

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Intermolecular force » (voir la liste des auteurs).