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Intermolecular Forces03:13

Intermolecular Forces

Atoms and molecules interact through bonds (or forces): intramolecular and intermolecular. The forces are electrostatic as they arise from interactions (attractive or repulsive) between charged species (permanent, partial, or temporary charges) and exist with varying strengths between ions, polar, nonpolar, and neutral molecules. The different types of intermolecular forces are ion–dipole, dipole–dipole, hydrogen bonds, and dispersion; among these, dipole–dipole, hydrogen bonds, and dispersion...
Intermolecular Forces03:13

Intermolecular Forces

Atoms and molecules interact through bonds (or forces): intramolecular and intermolecular. The forces are electrostatic as they arise from interactions (attractive or repulsive) between charged species (permanent, partial, or temporary charges) and exist with varying strengths between ions, polar, nonpolar, and neutral molecules. The different types of intermolecular forces are ion–dipole, dipole–dipole, hydrogen bonds, and dispersion; among these, dipole–dipole, hydrogen bonds, and dispersion...
Covalent Bonds01:29

Covalent Bonds

When two atoms share electrons to complete their valence shells they create a covalent bond. An atom’s electronegativity—the force with which shared electrons are pulled towards an atom—determines how the electrons are shared. Molecules formed with covalent bonds can be either polar or nonpolar. Atoms with similar electronegativities form nonpolar covalent bonds; the electrons are shared equally. Atoms with different electronegativities share electrons unequally, creating polar bonds.A Covalent...
Covalent Bonds01:08

Covalent Bonds

Overview
When two atoms share electrons to complete their valence shells, they create a covalent bond. An atom's electronegativity—the force with which shared electrons are pulled towards an atom—determines how the electrons are shared. Molecules formed with covalent bonds can be either polar or nonpolar. Atoms with similar electronegativities form nonpolar covalent bonds; the electrons are shared equally. Atoms with different electronegativities share electrons unequally, creating polar bonds.
The Electrical Double Layer01:30

The Electrical Double Layer

In the region where two bulk phases meet, an intricate electric charge distribution arises due to charge transfer, ion adsorption, molecular orientation, and charge distortion. This complex distribution is commonly referred to as the electrical double layer.When a solid electrode interfaces with ions in an electrolyte solution, the speed of electron transfer dictates the rates of oxidation and reduction. The electrode acquires a charge through the escape of atoms into the solution as cations or...
Van der Waals Interactions01:24

Van der Waals Interactions

Atoms and molecules interact with each other through intermolecular forces. These electrostatic forces arise from attractive or repulsive interactions between particles with permanent, partial, or temporary charges. The intermolecular forces between neutral atoms and molecules are ion–dipole, dipole–dipole, and dispersion forces, collectively known as van der Waals forces.Polar molecules have a partial positive charge on one end and a partial negative charge on the other end of the molecule,...

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¿Por qué las interfaces hidrofóbico-agua están cargadas?

Konstantin N Kudin1, Roberto Car

  • 1Department of Chemistry and Princeton Institute for Science and Technology of Materials (PRISM), Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, USA.

Journal of the American Chemical Society
|March 4, 2008
PubMed
Resumen

Los iones de hidróxido e hidronio actúan como tensioactivos en las interfaces hidrofóbicas debido a su asimetría de carga. Esto explica por qué las superficies hidrofóbicas en el agua se cargan negativamente, lo que afecta a la biología y la ciencia de los polímeros.

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Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification
07:32

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Published on: April 7, 2017

Área de la Ciencia:

  • Química Física es la química física.
  • Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
  • Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

  • Las superficies hidrofóbicas en entornos acuosos a menudo adquieren una carga neta.
  • El comportamiento de los iones en las interfaces es crucial para comprender varios procesos químicos y biológicos.

Objetivo del estudio:

  • Para investigar el comportamiento de los iones hidróxido e hidrónio en una interfaz hidrofóbica utilizando simulaciones computacionales.
  • Para dilucidar los mecanismos moleculares detrás de la adsorción de iones y la carga superficial en las interfaces hidrofóbicas.

Principales métodos:

  • Se emplearon simulaciones de dinámica molecular ab initio.
  • Las simulaciones se centraron en la interacción de iones con un modelo hidrofóbico de superficie de hidrocarburos.

Principales resultados:

  • Tanto los iones de hidróxido como los de hidronio exhiben un comportamiento similar al de los tensioactivos anfifílicos en la interfaz hidrofóbica.
  • Este comportamiento es impulsado por la distribución asimétrica de la carga dentro de los iones, creando distintos extremos hidrofóbicos e hidrofílicos.
  • El efecto es más pronunciado para los iones hidróxido en comparación con los iones hidronio.
  • Los resultados simulados se alinean con las observaciones experimentales de superficies hidrofóbicas cargadas negativamente.

Conclusiones:

  • La distribución asimétrica de la carga molecular de los iones dicta su interacción con las superficies hidrofóbicas.
  • Este fenómeno proporciona una explicación a nivel molecular para la carga negativa de las superficies hidrofóbicas en el agua.
  • Los hallazgos tienen implicaciones significativas para campos como la biología, la ciencia de los polímeros y la ciencia de los materiales.