Διαμοριακές δυνάμεις στη δομή του προπανίου

Οι διαμοριακές δυνάμεις είναι δυνάμεις μεταξύ των μορίων. Σε σύγκριση με τις δυνάμεις που συγκρατούν ένα μόριο, είναι συνήθως σχετικά αδύναμες, αν και τελικά είναι οι δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια σε υγρά και στερεά μαζί. Η αντοχή των διαμοριακών υλικών σε μια ουσία καθορίζει τις φυσικές ιδιότητες όπως το σημείο βρασμού και το σημείο τήξης. Είναι η αδυναμία των διαμοριακών δυνάμεων στο προπάνιο που εξηγούν γιατί είναι αέριο σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση.

Το προπάνιο έχει τον μοριακό τύπο C3H8: τρία άτομα άνθρακα και 8 άτομα υδρογόνου. Τα τρία άτομα άνθρακα σχηματίζουν μια μονή αλυσίδα με τρία υδρογόνα στον άνθρακα σε κάθε άκρο και δύο υδρογόνα στον μεσαίο άνθρακα. Τα άτομα και στα δύο άκρα ενός απλού δεσμού μπορούν να περιστρέφονται, έτσι τα άτομα και στα δύο άκρα των δύο δεσμών περιστρέφονται σε θερμοκρασία δωματίου. Στη φάση του αερίου, τα μόρια πετούν γύρω με έναν αποδιοργανωμένο τρόπο.

Μας αρέσει να σκεφτόμαστε τα ηλεκτρόνια ως σωματίδια, αλλά πραγματικά συμπεριφέρονται με κάποιους τρόπους όπως τα κύματα και με άλλους τρόπους όπως τα σωματίδια. Κατά συνέπεια, δεν μπορούμε ποτέ να γνωρίζουμε τόσο την ορμή ενός ηλεκτρονίου όσο και τη θέση του ταυτόχρονα. Τα ηλεκτρόνια κατανέμονται γύρω από έναν πυρήνα σαν ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο σύννεφο. Αν και κατά μέσο όρο τα ηλεκτρόνια θα κατανέμονται ομοιόμορφα, σε κάθε δεδομένη στιγμή μπορεί να υπάρχει ανισορροπία, με υπερβολικό αρνητικό φορτίο σε μία περιοχή και μείωση αρνητικού φορτίου σε αλλο. Το μόριο θα γίνει πολύ σύντομα δίπολο, με καθαρό αρνητικό φορτίο σε μια περιοχή και καθαρό θετικό φορτίο σε άλλη.

Οι αντίθετες χρεώσεις προσελκύουν. όπως οι χρεώσεις αποκρούουν. Καθώς δύο μόρια πλησιάζουν το ένα το άλλο, ένα στιγμιαίο δίπολο σε ένα μόριο θα προσελκύσει αντίθετα φορτία στο άλλο μόριο και θα δημιουργήσει ένα αδύναμο δίπολο στον γείτονά του. Τα δύο αδύναμα δίπολα τώρα προσελκύουν το ένα το άλλο Αν και το στιγμιαίο δίπολο του πρώτου θα συνεχίσει να αλλάζει, το επαγόμενο δίπολο στο δεύτερο μόριο θα ακολουθήσει, έτσι η αδύναμη έλξη μεταξύ των δύο μορίων θα παραμείνει. Αυτός ο τύπος διαμοριακής αλληλεπίδρασης ονομάζεται δύναμη διασποράς του Λονδίνου. Γενικά, τα μεγαλύτερα μόρια είναι πιο εύκολο να πολωθούν, επομένως βιώνουν ισχυρότερες δυνάμεις του Λονδίνου από τα μικρότερα μόρια.

Οι δυνάμεις του Λονδίνου είναι η μόνη διαμοριακή δύναμη που βιώνουν τα μόρια προπανίου. Τα μόρια προπανίου είναι σχετικά μικρά, έτσι οι δυνάμεις του Λονδίνου μεταξύ τους είναι αδύναμες - πολύ αδύναμες για να τα συγκρατήσουν σε στερεή ή υγρή φάση σε θερμοκρασία δωματίου. Για να μετατρέψετε το προπάνιο σε υγρό, πρέπει να το κρυώσετε, γεγονός που αναγκάζει τα μόρια να κινούνται πιο αργά. σε πολύ κρύες θερμοκρασίες, ακόμη και οι αδύναμες αλληλεπιδράσεις του Λονδίνου μπορούν να συγκρατήσουν τα μόρια προπανίου. Η συμπίεση του προπανίου θα το μετατρέψει σε υγρό.