Welches der folgenden Gase würde sich am ehesten wie ein ideales Gas verhalten: He, NH3, Cl2 oder CO2?

Das ideale Gasgesetz beschreibt das Verhalten von Gasen, berücksichtigt jedoch weder die Molekülgröße noch die intermolekularen Kräfte. Da Moleküle und Atome in allen realen Gasen eine Größe haben und Kräfte aufeinander ausüben, ist das ideale Gasgesetz nur eine Näherung, wenn auch eine sehr gute für viele reale Gase. Sie ist am genauesten für monoatomare Gase bei hohem Druck und hoher Temperatur, da bei diesen Gasen Größe und intermolekulare Kräfte die vernachlässigbarste Rolle spielen.

Je nach Struktur, Größe und anderen Eigenschaften haben unterschiedliche Verbindungen unterschiedliche intermolekulare Kräfte – deshalb siedet Wasser beispielsweise höher als Ethanol. Im Gegensatz zu den anderen drei Gasen ist Ammoniak ein polares Molekül und kann Wasserstoffbrückenbindungen eingehen, sodass es eine stärkere intermolekulare Anziehung erfährt als die anderen. Die anderen drei unterliegen nur den Londoner Dispersionskräften. Londoner Dispersionskräfte werden durch eine vorübergehende, kurzlebige Umverteilung von Elektronen erzeugt, die ein Molekül als schwachen temporären Dipol fungieren lässt. Das Molekül ist dann in der Lage, Polarität in einem anderen Molekül zu induzieren, wodurch eine Anziehung zwischen den beiden Molekülen entsteht.

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Im Allgemeinen sind die Londoner Dispersionskräfte zwischen größeren Molekülen stärker und zwischen kleineren Molekülen schwächer. Helium ist das einzige monoatomare Gas in dieser Gruppe und damit das kleinste in Größe und Durchmesser der vier. Da das ideale Gasgesetz eine bessere Näherung für monoatomare Gase ist – und da Helium schwächeren intermolekulare Anziehungen als die anderen - von diesen vier Gasen ist Helium dasjenige, das sich am ehesten wie ein ideales Gas.

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