Intermolecular Forces: An Introduction to Modern Methods and Results

مطالعه نیروهای بین مولکولی بیش از صد سال پیش در سال 1873 با تز معروف واندروالس آغاز شد. در دهه های اخیر، دانش این رشته به دلیل تحقیقات فشرده در هر دو جنبه نظری و تجربی آن گسترش یافته است. این به ویژه در مورد نوع نیروی بسیار قوی منسجمی که در سال 1920 توسط لاتیمر و رودبوش بر آن تاکید شد صادق است: پیوند هیدروژنی، پدیده ای که قبلاً در سال 1912 توسط مور و واینمیل بیان شده بود. پیوندهای هیدروژنی تأثیر عمیقی بر بیشتر خواص فیزیکی و شیمیایی موادی که در آن تشکیل می شوند، دارند. آنها نه تنها ویسکوزیته و هدایت الکتریکی را کنترل می کنند، بلکه در مسیر واکنش شیمیایی که سینتیک فرآیندهای شیمیایی را تعیین می کند نیز دخالت می کنند. خواص مواد شیمیایی تا حد زیادی به نیروهای بین مولکولی بستگی دارد. علیرغم این واقعیت اساسی، چه در پژوهش و چه در تدریس دانشگاهی به این ویژگی ها توجه بسیار کم شده است. به عنوان مثال، در زمینه تحقیقات دارویی، حدود 13000 ترکیب باید مورد مطالعه قرار گیرد تا بتوان یک محصول جدید را پیدا کرد که بتواند با موفقیت به بازار عرضه شود. شناخت نیاز به بهینه سازی کارایی تحقیقات صنعتی منجر به علاقه فزاینده به ترویج مطالعه نیروهای بین مولکولی شده است. افزایش هزینه‌های حقوق و دستمزد در صنعت، علاقه به ایده‌های نظری را برانگیخته است که منجر به تولید مواد سفارشی می‌شود.

The study of intermolecular forces began over one hundred years ago in 1873 with the famous thesis of van der Waals. In recent decades, knowledge of this field has expanded due to intensive research into both its theoretical and the experimental aspects. This is particularly true for the type of very strong cohesive force stressed in 1920 by Latimer and Rodebush: the hydrogen bond, a phenomenon already outlined in 1912 by Moore and Winemill. Hydrogen bonds exert a profound influence on most of the physical and chemical properties of the materials in which they are formed. Not only do they govern viscosity and electrical conductivity, they also intervene in the chemical reaction path which determines the kinetics of chemical processes. The properties of chemical substances depend to a large extent on intermolecular forces. In spite of this fundamental fact, too little attention is given to these properties both in research and in university teaching. For instance, in the field of pharmaceutical research, about 13000 compounds need to be studied in order to find a single new product that can be successfully marketed. The recognition of the need to optimize industrial research efficiency has led to a growing interest in promoting the study of inter­ molecular forces. Rising salary costs in industry have encou­ raged an interest in theoretical ideas which will lead to tailor­ made materials.