双極子双極子力またはKeesom力が永久双極子モーメントを有する分子に存在するものの分子間相互作用です。これはファンデルワールス力の1つであり、最強とはほど遠いものの、多くの化合物の物理的性質を説明する重要な要素です。
「双極子」という用語は、明確に2つの極を指します。1つは負、もう1つは正です。したがって、高電子密度と低電子密度の領域が定義されている双極子分子について話します。これは、電子が特定の原子に向かって優先的に「移動」する場合にのみ可能です。
上の画像は、永久双極子モーメントを持つ2つのAB分子間の双極子間相互作用を示しています。同様に、相互作用が効率的になるように分子がどのように配向されているかを観察できます。したがって、正の領域δ+は負の領域δ-を引き付けます。
上記によれば、このタイプの相互作用は方向性があると指定できます（イオン電荷間相互作用とは異なります）。それらの環境中の分子はそれらが弱いがそれらのすべての相互作用の合計が化合物に大きな分子間安定性を与えるような方法でそれらの極を向けます。
この結果、双極子間相互作用を形成できる化合物（有機または無機）は、高い沸点または融点を示します。
双極子モーメント
分子の双極子モーメントµはベクトル量です。つまり、極性の勾配がある方向によって異なります。このグラディエントはどのようにそしてなぜ発生したのですか？答えは、結合と元素の原子の本質的な性質にあります。
たとえば、上の画像では、AはBよりも電気陰性であるため、AB結合では最高の電子密度がAの周囲にあります。
一方、Bは電子雲を「与える」ため、電子の少ない領域に囲まれています。AとBの間の電気陰性度のこの違いにより、極性勾配が生じます。
1つの領域は電子が豊富（δ-）で、もう1つは電子が少ない（δ+）ため、2つの極が表示され、それらの間の距離に応じて、化合物ごとに決定されるさまざまな大きさのµが発生します。
対称
特定の化合物の分子がµ = 0の場合、それは無極性分子であると言われます（極性勾配がある場合でも）。
対称性、つまり分子形状がこのパラメーターで重要な役割を果たす方法を理解するには、AB結合をもう一度考慮する必要があります。
それらの電気陰性度の違いにより、電子が豊富な領域と不十分な領域が定義されています。
リンクがAAまたはBBの場合はどうなりますか？これらの分子では、両方の原子が同じように結合の電子（100％共有結合）を引き寄せるため、双極子モーメントはありません。
画像でわかるように、AA分子もBB分子も、電子が豊富または不足している領域を示しています（赤と青）。ここで、別のタイプの力がA 2とB 2を一緒に保持する責任があります。誘導された双極子間相互作用、ロンドン力または分散力としても知られています。
逆に、分子がAOAまたはBOBタイプである場合、それらは等しい電荷を持っているため、それらの極間に反発力があります。
2つのBOB分子のδ+領域では、効率的な双極子間相互作用ができません。同じことが2つのAOA分子のδ-領域でも起こります。同様に、分子の両方のペアはµ = 0です。極性勾配OAは、結合AOのものとベクトル的に相殺されます。
その結果、双極子の有効な配向がないため、分散力もAOAとBOBのペアで作用します。
非線形分子の非対称性
最も単純なケースは、CF 4分子（またはCX 4タイプ）のケースです。ここでは、Cは四面体の分子形状を持ち、電子が豊富な領域は頂点、特にFの電気陰性原子に見られます。
極性勾配CFは四面体の方向のいずれかで相殺し、これらすべてのベクトルの合計が0になるようにします。
したがって、四面体の中心は非常に正（δ+）であり、その頂点は非常に負（δ-）ですが、この分子は他の分子と双極子間相互作用を形成できません。
双極子の向き
線形AB分子の場合、それらは最も効率的な双極子-双極子相互作用を形成するような方法で配向されます（上の画像に示すように）。上記は他の分子形状にも同様に適用できます。たとえば、NO 2分子の場合は角度のあるもの。
したがって、これらの相互作用は、化合物ABが室温で気体、液体、または固体であるかどうかを決定します。
化合物A 2とB 2（紫色の楕円）の場合、ガス状である可能性が非常に高いです。ただし、その原子が非常に大きく、分極しやすい（ロンドンの力が増加する）場合、両方の化合物は固体でも液体でもかまいません。
双極子間相互作用が強いほど、分子間の凝集力が大きくなります。同様に、化合物の融点と沸点が高くなります。これは、これらの相互作用を「壊す」にはより高い温度が必要だからです。
一方、温度が上昇すると、分子が振動、回転、移動する頻度が高くなります。この「分子の攪拌」は、双極子の配向を損ない、したがって、化合物の分子間力が弱められます。
水素結合相互作用
上の画像では、5つの水分子が水素結合によって相互作用していることが示されています。これは、特殊なタイプの双極子間相互作用です。電子不足領域はHで占められています。電子リッチ領域（δ-）は、電気陰性度の高い原子N、O、およびFで占められています。
つまり、N、O、およびF原子がHに結合した分子は、水素結合を形成できます。
したがって、水素結合はOHO、NHNおよびFHF、OHN、NHOなどです。これらの分子には、永続的で非常に強い双極子モーメントがあり、これらの分子を正しく配向させて、これらのブリッジを「利用」します。
それらは共有結合やイオン結合よりもエネルギー的に弱いです。ただし、化合物の相（固体、液体、または気体）のすべての水素結合の合計により、化合物を独自のものとして定義する特性を示します。
たとえば、水の場合はその水素結合が高沸点の原因であり、氷の状態では液体の水より密度が低くなります。氷山が海に浮かぶ理由。
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