Zawartość
- Rodzaje siły międzycząsteczkowej
- Wiązania wodorowe
- Atrakcje w Dipole-Dipole
- Sił dyspersyjnych
- Siła sił dyspersyjnych
Siły międzycząsteczkowe są przyciąganiami między atomami lub cząsteczkami. Siła tych atrakcji determinuje właściwości fizyczne substancji w danej temperaturze. Im silniejsze siły międzycząsteczkowe, tym ściślej cząstki będą trzymane razem, więc substancje o silnych siłach międzycząsteczkowych mają zwykle wyższe temperatury topnienia i wrzenia. Neon jest gazem o temperaturze pokojowej i ma bardzo niską temperaturę wrzenia wynoszącą -246 stopni Celsjusza - zaledwie 27 kelwinów.
Rodzaje siły międzycząsteczkowej
Istnieją trzy główne typy siły międzycząsteczkowej, które istnieją między jednostkami w różnych chemikaliach. Najsilniejszym rodzajem siły międzycząsteczkowej jest wiązanie wodorowe. Substancje chemiczne wykazujące wiązanie wodorowe mają zwykle znacznie wyższe temperatury topnienia i wrzenia niż podobne chemikalia, które nie uczestniczą w wiązaniu wodorowym. Atrakcje dipol-dipol są słabsze niż wiązania wodorowe, ale silniejsze niż trzeci rodzaj siły międzycząsteczkowej: siły dyspersji.
Wiązania wodorowe
Wiązania wodorowe występują, gdy atom wodoru kowalencyjnie związany z atomem elektroujemnym, takim jak tlen, azot lub fluor, oddziałuje z innym atomem elektroujemnym na sąsiedniej cząsteczce. Siła wiązań wodorowych jest wysoka i wynosi około 10% siły normalnego wiązania kowalencyjnego. Jednak neon jest pierwiastkiem i nie zawiera żadnych atomów wodoru, dlatego wiązanie wodoru nie może mieć miejsca w neonie.
Atrakcje w Dipole-Dipole
Przyciągania dipol-dipol występują w cząsteczkach wykazujących trwałe dipole. Stały dipol powstaje, gdy elektrony w cząsteczce są nierównomiernie rozmieszczone, tak że jedna część cząsteczki ma stały częściowy ładunek ujemny, a druga część ma stały częściowy ładunek dodatni. Substancje, w których cząstki mają trwałe dipole, mają siły międzycząsteczkowe nieco większe niż substancje bez. Cząstki neonu są pojedynczymi atomami, dlatego nie mają stałego dipola; więc ten rodzaj siły międzycząsteczkowej nie występuje w neonie.
Sił dyspersyjnych
Wszystkie substancje, w tym neon, wykazują siły dyspersji. Są najsłabszym rodzajem siły międzycząsteczkowej, ponieważ są jedynie przemijające, ale mimo to ich ogólny efekt jest wystarczający do utworzenia znacznego przyciągania między cząsteczkami. Siły dyspersji powstają w wyniku losowego ruchu elektronów w atomie. W dowolnym momencie prawdopodobne jest, że z jednej strony atomu będzie więcej elektronów niż z drugiej strony, co jest określane jako tymczasowy dipol. Gdy atom doświadcza tymczasowego dipola, może mieć wpływ na sąsiednie atomy. Na przykład, jeśli bardziej ujemna strona atomu zbliży się do drugiego atomu, odeprze elektrony, indukując kolejny tymczasowy dipol w pobliskim atomie. Dwa atomy wówczas doświadczyłyby przejściowego przyciągania elektrostatycznego.
Siła sił dyspersyjnych
Siła sił dyspersyjnych zależy od liczby elektronów w cząsteczce, ponieważ jeśli będzie więcej elektronów, istnieje szansa, że tymczasowy dipol będzie znacznie bardziej znaczący. Neon jest stosunkowo małym atomem z zaledwie 10 elektronami, więc jego siły rozpraszające są tylko słabe. Mimo to siły dyspersji neonu są wystarczające, aby umożliwić temperaturę wrzenia o 23 stopnie wyższą niż hel, który ma tylko dwa elektrony. Zatem potrzeba znacznie więcej energii do wystarczającego pokonania sił dyspersyjnych, aby umożliwić atomom oddzielenie się i powstanie gazu.