Mezimolekulární síly jsou síly mezi molekulami. Ve srovnání se silami, které drží molekulu pohromadě, jsou obvykle relativně slabé, i když jsou to nakonec síly, které drží molekuly v kapalinách a pevných látkách pohromadě. Síla intermolekulárních materiálů v látce určuje fyzikální vlastnosti, jako je teplota varu a teplota tání. Právě slabost mezimolekulárních sil v propanu pomáhá vysvětlit, proč se jedná o plyn při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku.
Povaha propanu
Propan má molekulární vzorec C3H8: tři atomy uhlíku a 8 atomů vodíku. Tři atomy uhlíku tvoří jeden řetězec se třemi vodíky na uhlíku na každém konci a dvěma vodíky na středním uhlíku. Atomy na obou koncích jednoduché vazby se mohou otáčet, takže atomy na obou koncích obou vazeb rotují při teplotě místnosti. V plynné fázi molekuly létají neuspořádaně.
Distribuce elektronů
Rádi bychom přemýšleli o elektronech jako o částicích, ale ve skutečnosti se chovají v některých ohledech jako vlny a v jiných ohledech jako částice. V důsledku toho nikdy nemůžeme znát současně hybnost elektronu i jeho polohu. Elektrony jsou distribuovány kolem jádra jako neustále se měnící mrak. I když budou elektrony v průměru rovnoměrně rozloženy, v daném okamžiku může být nerovnováha s přebytkem záporného náboje v jedné oblasti a snížením záporného náboje v regionu další. Molekula se velmi krátce stane dipólem, s čistým záporným nábojem v jedné oblasti a čistým kladným nábojem v jiné oblasti.
London Dispersion Forces
Opačné poplatky přitahují; jako poplatky odpuzují. Když se dvě molekuly přiblíží k sobě, okamžitý dipól v jedné molekule přitáhne opačné náboje v druhé molekule a vytvoří slabý dipól u svého souseda. Dva slabé dipóly se nyní přitahují. I když se okamžitý dipól první bude i nadále měnit, indukovaný dipól ve druhé molekule bude následovat, takže slabá přitažlivost mezi dvěma molekulami bude přetrvávat. Tento typ mezimolekulární interakce se nazývá London disperzní síla. Větší molekuly se obecně snadněji polarizují, takže zažívají silnější londýnské síly než menší molekuly.
Londýnské síly v propanu
Londýnské síly jsou jedinou mezimolekulární silou, kterou propanové molekuly zažívají. Molekuly propanu jsou relativně malé, takže londýnské síly mezi nimi jsou slabé - příliš slabé na to, aby je držely pohromadě v pevné nebo kapalné fázi při pokojové teplotě. Abyste z propanu udělali kapalinu, musíte ji ochladit, což způsobí, že se molekuly budou pohybovat pomaleji; při velmi nízkých teplotách mohou i slabé londýnské interakce držet molekuly propanu pohromadě. Stlačením propanu se proto změní na kapalinu.