Les forces intermoléculaires sont des attractions entre des atomes ou des molécules. La force de ces attractions détermine les propriétés physiques de la substance à une température donnée. Plus les forces intermoléculaires sont fortes, plus les particules seront étroitement liées, de sorte que les substances avec de fortes forces intermoléculaires ont tendance à avoir des températures de fusion et d'ébullition plus élevées. Le néon est un gaz à température ambiante et a une température d'ébullition très basse de -246 degrés Celsius, soit seulement 27 Kelvin.
Types de force intermoléculaire
Il existe trois principaux types de force intermoléculaire qui existent entre les entités de différents produits chimiques. Le type de force intermoléculaire le plus puissant est la liaison hydrogène. Les produits chimiques présentant une liaison hydrogène ont tendance à avoir des points de fusion et d'ébullition beaucoup plus élevés que des produits chimiques similaires qui ne participent pas à la liaison hydrogène. Les attractions dipôle-dipôle sont plus faibles que les liaisons hydrogène, mais plus fortes que le troisième type de force intermoléculaire: les forces de dispersion.
Liaisons hydrogène
Les liaisons hydrogène se produisent lorsqu'un atome d'hydrogène lié de manière covalente à un atome électronégatif, tel que l'oxygène, l'azote ou le fluor, interagit avec un autre atome électronégatif sur une molécule voisine. La force des liaisons hydrogène est élevée, à environ 10 % de la force d'une liaison covalente normale. Cependant, le néon est un élément et ne contient aucun atome d'hydrogène, par conséquent, la liaison hydrogène ne peut pas avoir lieu dans le néon.
Dipôle-Dipôle Attractions
Les attractions dipôle-dipôle se produisent dans les molécules présentant des dipôles permanents. Un dipôle permanent se produit lorsque les électrons d'une molécule sont inégalement répartis de telle sorte qu'une partie de la molécule a une charge négative partielle permanente, et une autre partie a une charge partielle positive permanente charger. Les substances dans lesquelles les particules ont des dipôles permanents ont des forces intermoléculaires légèrement supérieures à celles des substances sans. Les particules de néon sont des atomes uniques, elles n'ont donc pas de dipôle permanent; ce type de force intermoléculaire n'est donc pas présent dans le néon.
Forces de dispersion
Toutes les substances, y compris le néon, présentent des forces de dispersion. Ils sont le type de force intermoléculaire le plus faible car ils ne sont que transitoires, mais même ainsi, leur effet global est suffisant pour former une attraction significative entre les particules. Les forces de dispersion se produisent en raison du mouvement aléatoire des électrons dans l'atome. À tout moment, il est probable qu'il y aura plus d'électrons d'un côté de l'atome que de l'autre, ce que l'on appelle un dipôle temporaire. Lorsqu'un atome subit un dipôle temporaire, cela peut avoir un effet sur les atomes voisins. Par exemple, si le côté le plus négatif de l'atome s'approchait d'un deuxième atome, il repousserait les électrons, induisant un autre dipôle temporaire dans l'atome voisin. Les deux atomes subiraient alors une attraction électrostatique transitoire.
Force des forces de dispersion
La force des forces de dispersion dépend du nombre d'électrons dans la particule, car s'il y a plus d'électrons, il y a une chance que tout dipôle temporaire soit beaucoup plus important. Le néon est un atome relativement petit avec seulement 10 électrons, donc ses forces de dispersion ne sont que faibles. Même ainsi, les forces de dispersion du néon sont suffisantes pour faciliter une température d'ébullition de 23 degrés supérieure à celle de l'hélium, qui n'a que deux électrons. Ainsi, beaucoup plus d'énergie est nécessaire pour surmonter suffisamment les forces de dispersion pour permettre aux atomes de se séparer et de devenir gazeux.