Hvilke intermolekylære kræfter kan et neonatom have?

Intermolekylære kræfter er attraktioner mellem atomer eller molekyler. Styrken af ​​disse attraktioner bestemmer stoffets fysiske egenskaber ved en given temperatur. Jo stærkere de intermolekylære kræfter er, jo mere tæt holdes partiklerne sammen, så stoffer med stærke intermolekylære kræfter har tendens til at have højere smelte- og kogetemperaturer. Neon er en gas ved stuetemperatur og har en meget lav kogetemperatur på -246 grader Celsius - kun 27 Kelvin.

Der er tre hovedtyper af intermolekylær kraft, der findes mellem enheder i forskellige kemikalier. Den stærkeste type intermolekylær kraft er hydrogenbindingen. Kemikalier, der udviser hydrogenbinding, har tendens til at have meget højere smelte- og kogepunkter end lignende kemikalier, der ikke deltager i hydrogenbinding. Dipol-dipolattraktioner er svagere end hydrogenbindinger, men stærkere end den tredje type intermolekylær kraft: dispersionskræfter.

Hydrogenbindinger opstår, når et hydrogenatom kovalent bundet til et elektronegativt atom, såsom ilt, nitrogen eller fluor, interagerer med et andet elektronegativt atom på et nabomolekyle. Styrken af ​​hydrogenbindinger er høj, omkring 10% af styrken af ​​en normal kovalent binding. Neon er dog et element og indeholder ikke hydrogenatomer, derfor kan hydrogenbinding ikke finde sted i neon.

Dipol-dipolattraktioner forekommer i molekyler, der udviser permanente dipoler. En permanent dipol opstår, når elektronerne i et molekyle er ujævnt fordelt således, at en del af molekylet har en permanent delvis negativ ladning, og en anden del har en permanent delvis positiv ladning oplade. Stoffer, hvori partiklerne har permanente dipoler, har intermolekylære kræfter lidt højere end stoffer uden. Neonpartikler er enkeltatomer, derfor har de ingen permanent dipol; så denne type intermolekylær kraft er ikke til stede i neon.

Alle stoffer inklusive neon udviser dispersionskræfter. De er den svageste type intermolekylær kraft, da de kun er forbigående, men alligevel er deres samlede effekt tilstrækkelig til at danne en signifikant tiltrækning mellem partikler. Spredningskræfter opstår på grund af tilfældig bevægelse af elektroner i atomet. På et hvilket som helst tidspunkt er det sandsynligt, at der vil være flere elektroner på den ene side af atomet end den anden, hvilket kaldes en midlertidig dipol. Når et atom oplever en midlertidig dipol, kan det påvirke nærliggende atomer. For eksempel, hvis den mere negative side af atomet kom tæt på et andet atom, ville det afvise elektronerne og fremkalde en anden midlertidig dipol i det nærliggende atom. De to atomer vil derefter opleve en kortvarig elektrostatisk tiltrækning.

Styrken af ​​dispersionskræfter afhænger af antallet af elektroner i partiklen, da hvis der er flere elektroner, er der en chance for, at en midlertidig dipol vil være meget mere signifikant. Neon er et relativt lille atom med kun 10 elektroner, så dets spredningskræfter er kun svage. Alligevel er neons spredningskræfter tilstrækkelige til at lette en kogetemperatur 23 grader højere end helium, som kun har to elektroner. Der kræves således væsentlig mere energi til at overvinde dispersionskræfterne tilstrækkeligt til at tillade atomer at separere og blive luftformige.