ما هي القوى الجزيئية التي يمكن أن تمتلكها ذرة النيون؟

القوى بين الجزيئات هي عوامل جذب بين الذرات أو الجزيئات. تحدد قوة عوامل الجذب هذه الخصائص الفيزيائية للمادة عند درجة حرارة معينة. كلما كانت القوى بين الجزيئات أقوى ، زادت إحكام تماسك الجسيمات معًا ، لذلك تميل المواد ذات القوى القوية بين الجزيئات إلى ارتفاع درجات حرارة الانصهار والغليان. النيون هو غاز في درجة حرارة الغرفة ودرجة غليانه منخفضة للغاية - 246 درجة مئوية - 27 كلفن فقط.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من القوة بين الجزيئات التي توجد بين الكيانات في مواد كيميائية مختلفة. أقوى نوع من القوة بين الجزيئات هو رابطة الهيدروجين. تميل المواد الكيميائية التي تظهر الروابط الهيدروجينية إلى الحصول على نقاط انصهار وغليان أعلى بكثير من المواد الكيميائية المماثلة التي لا تشارك في الرابطة الهيدروجينية. عوامل الجذب ثنائي القطب أضعف من الروابط الهيدروجينية ، لكنها أقوى من النوع الثالث من القوة بين الجزيئات: قوى التشتت.

تحدث الروابط الهيدروجينية عندما تتفاعل ذرة هيدروجين مرتبطة تساهميًا بذرة كهربية ، مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الفلور ، مع ذرة كهربية أخرى على جزيء مجاور. قوة الروابط الهيدروجينية عالية ، حوالي 10٪ من قوة الرابطة التساهمية العادية. ومع ذلك ، فإن النيون عنصر ولا يحتوي على أي ذرات هيدروجين ، وبالتالي لا يمكن أن يحدث الترابط الهيدروجيني في النيون.

تحدث عوامل الجذب ثنائي القطب في جزيئات تظهر ثنائيات أقطاب دائمة. ينتج ثنائي القطب الدائم عندما يتم توزيع الإلكترونات في الجزيء بشكل غير متساو بحيث يكون جزء واحد منه للجزيء شحنة سالبة جزئية دائمة ، وجزء آخر له شحنة جزئية موجبة دائمة الشحنة. المواد التي تحتوي فيها الجسيمات على ثنائيات أقطاب دائمة لها قوى بين الجزيئات أعلى قليلاً من المواد التي لا تحتوي عليها. جسيمات النيون هي ذرات مفردة ، وبالتالي ليس لها ثنائي القطب دائم ؛ لذلك هذا النوع من القوة بين الجزيئات غير موجود في النيون.

جميع المواد بما في ذلك النيون تظهر قوى التشتت. إنها أضعف نوع من القوة بين الجزيئات لأنها عابرة فقط ، ولكن مع ذلك فإن تأثيرها الكلي يكفي لتشكيل جاذبية كبيرة بين الجسيمات. تحدث قوى التشتت بسبب الحركة العشوائية للإلكترونات داخل الذرة. في أي وقت ، من المحتمل أن يكون هناك عدد أكبر من الإلكترونات على جانب واحد من الذرة أكثر من الآخر ، والذي يشار إليه على أنه ثنائي القطب مؤقت. عندما تتعرض الذرة لثنائي أقطاب مؤقت ، يمكن أن يكون لها تأثير على الذرات المجاورة. على سبيل المثال ، إذا اقترب الجانب الأكثر سالبة من الذرة من ذرة ثانية ، فإنه سوف يصد الإلكترونات ، ويحدث ثنائي القطب مؤقتًا آخر في الذرة القريبة. ستختبر الذرتان بعد ذلك جاذبية كهروستاتيكية عابرة.

تعتمد قوة قوى التشتت على عدد الإلكترونات في الجسيم ، لأنه إذا كان هناك المزيد من الإلكترونات ، فهناك احتمال أن يكون أي ثنائي القطب المؤقت أكثر أهمية. النيون عبارة عن ذرة صغيرة نسبيًا بها 10 إلكترونات فقط ، لذا فإن قوى تشتتها ضعيفة فقط. ومع ذلك ، فإن قوى تشتت النيون كافية لتسهيل درجة حرارة الغليان أعلى بـ 23 درجة من الهيليوم ، الذي يحتوي على إلكترونين فقط. وبالتالي ، هناك حاجة إلى قدر أكبر من الطاقة للتغلب على قوى التشتت بما يكفي للسماح للذرات بالانفصال وتصبح غازية.