Milyen intermolekuláris erők lehetnek egy neon atomnak?

Az intermolekuláris erők az atomok vagy molekulák közötti vonzerők. Ezeknek a vonzerőknek az ereje határozza meg az anyag fizikai tulajdonságait egy adott hőmérsékleten. Minél erősebbek az intermolekuláris erők, annál szorosabban fogják össze a részecskéket, így az erős molekulák közötti erővel rendelkező anyagok olvadáspontja és forráspontja általában magasabb. A neon szobahőmérsékleten gáz, és nagyon alacsony forrásponthőmérséklete -246 Celsius fok - mindössze 27 Kelvin.

Az intermolekuláris erőnek három fő típusa létezik a különböző vegyi anyagokban lévő entitások között. Az intermolekuláris erő legerősebb típusa a hidrogénkötés. A hidrogénkötést mutató vegyi anyagok olvadáspontja és forráspontja jóval magasabb, mint a hasonló vegyületekben, amelyek nem vesznek részt a hidrogénkötésben. A dipól-dipól vonzások gyengébbek, mint a hidrogénkötések, de erősebbek, mint a harmadik típusú intermolekuláris erő: a diszperziós erők.

Hidrogénkötések akkor fordulnak elő, amikor egy elektronegatív atomhoz, például oxigénhez, nitrogénhez vagy fluorhoz kovalensen kötött hidrogénatom kölcsönhatásba lép egy szomszédos molekula másik elektronegatív atomjával. A hidrogénkötések erőssége nagy, a normál kovalens kötés erősségének körülbelül 10% -a. A neon azonban egy elem, és nem tartalmaz hidrogénatomokat, ezért a hidrogénkötés a neonban nem valósulhat meg.

A dipól-dipól vonzódások az állandó dipólusokat mutató molekulákban fordulnak elő. Állandó dipólus akkor keletkezik, amikor a molekulában az elektronok egyenetlenül oszlanak el úgy, hogy az egyik része a molekula állandó, részleges negatív töltéssel rendelkezik, és egy másik része állandó részleges pozitív töltéssel rendelkezik díj. Azoknak az anyagoknak, amelyekben a részecskék állandó dipólusokkal rendelkeznek, az intermolekuláris erők valamivel nagyobbak, mint az anélküli anyagoké. A neonrészecskék egyetlen atomok, ezért nincs állandó dipólusuk; tehát ilyen típusú intermolekuláris erő nincs jelen a neonban.

Minden anyag, beleértve a neont is, diszperziós erőket mutat. Ők a leggyengébb intermolekuláris erő, mivel csak átmeneti jellegűek, de összhatásuk még így is elegendő ahhoz, hogy jelentős vonzerőt alkossanak a részecskék között. A diszperziós erők az atomokon belüli elektronok véletlenszerű mozgása miatt jelentkeznek. Egyszerre valószínű, hogy több atom lesz az atom egyik oldalán, mint a másik oldalán, amelyet ideiglenes dipólusnak neveznek. Amikor egy atom átmeneti dipólust tapasztal, az hatással lehet a szomszédos atomokra. Például, ha az atom negatívabb oldala közel kerül egy második atomhoz, az taszítja az elektronokat, és egy újabb ideiglenes dipólust indukál a közeli atomban. A két atom ekkor átmeneti elektrosztatikus vonzást tapasztalna.

A diszperziós erők erőssége a részecskében lévő elektronok számától függ, mivel ha több elektron van, akkor valószínű, hogy bármely átmeneti dipólus sokkal jelentősebb lesz. A neon egy viszonylag kicsi atom, mindössze 10 elektronral, így diszperziós erői csak gyengék. Ennek ellenére a neon diszperziós erői elegendőek ahhoz, hogy megkönnyítsék a 23 fokkal magasabb forráshőmérsékletet, mint a hélium, amelynek csak két elektronja van. Így lényegesen több energiára van szükség a diszperziós erők elégséges leküzdéséhez ahhoz, hogy az atomok elkülönülhessenek és gázossá váljanak.