Quali forze intermolecolari può avere un atomo di neon?

Le forze intermolecolari sono attrazioni tra atomi o molecole. La forza di queste attrazioni determina le proprietà fisiche della sostanza a una data temperatura. Più forti sono le forze intermolecolari, più strettamente le particelle saranno tenute insieme, quindi le sostanze con forti forze intermolecolari tendono ad avere temperature di fusione e di ebollizione più elevate. Il neon è un gas a temperatura ambiente e ha una temperatura di ebollizione molto bassa di -246 gradi Celsius, appena 27 Kelvin.

Esistono tre tipi principali di forza intermolecolare che esistono tra entità in diverse sostanze chimiche. Il tipo più forte di forza intermolecolare è il legame idrogeno. Le sostanze chimiche che mostrano legami a idrogeno tendono ad avere punti di fusione e di ebollizione molto più elevati rispetto a sostanze chimiche simili che non partecipano al legame a idrogeno. Le attrazioni dipolo-dipolo sono più deboli dei legami idrogeno, ma più forti del terzo tipo di forza intermolecolare: le forze di dispersione.

I legami idrogeno si verificano quando un atomo di idrogeno legato in modo covalente a un atomo elettronegativo, come ossigeno, azoto o fluoro, interagisce con un altro atomo elettronegativo su una molecola vicina. La forza dei legami idrogeno è elevata, circa il 10% della forza di un normale legame covalente. Tuttavia, il neon è un elemento e non contiene atomi di idrogeno, quindi il legame idrogeno non può avvenire nel neon.

Le attrazioni dipolo-dipolo si verificano nelle molecole che mostrano dipoli permanenti. Un dipolo permanente si verifica quando gli elettroni in una molecola sono distribuiti in modo non uniforme in modo tale che una parte di la molecola ha una carica negativa parziale permanente e un'altra parte ha una carica parziale positiva permanente permanent caricare. Le sostanze in cui le particelle hanno dipoli permanenti hanno forze intermolecolari leggermente superiori alle sostanze senza. Le particelle di neon sono atomi singoli, quindi non hanno dipolo permanente; quindi questo tipo di forza intermolecolare non è presente nel neon.

Tutte le sostanze, compreso il neon, mostrano forze di dispersione. Sono il tipo più debole di forza intermolecolare poiché sono solo transitori, ma anche così il loro effetto complessivo è sufficiente per formare un'attrazione significativa tra le particelle. Le forze di dispersione si verificano a causa del movimento casuale degli elettroni all'interno dell'atomo. In qualsiasi momento, è probabile che ci saranno più elettroni su un lato dell'atomo rispetto all'altro, che viene definito dipolo temporaneo. Quando un atomo sperimenta un dipolo temporaneo, può avere un effetto sugli atomi vicini. Ad esempio, se il lato più negativo dell'atomo si avvicinasse a un secondo atomo, respingerebbe gli elettroni, inducendo un altro dipolo temporaneo nell'atomo vicino. I due atomi sperimenterebbero quindi un'attrazione elettrostatica transitoria.

La forza delle forze di dispersione dipende dal numero di elettroni nella particella, poiché se ci sono più elettroni, c'è la possibilità che qualsiasi dipolo temporaneo sia molto più significativo. Il neon è un atomo relativamente piccolo con solo 10 elettroni, quindi le sue forze di dispersione sono solo deboli. Anche così, le forze di dispersione del neon sono sufficienti per favorire una temperatura di ebollizione di 23 gradi superiore a quella dell'elio, che ha solo due elettroni. Quindi è necessaria molta più energia per superare le forze di dispersione sufficientemente per consentire agli atomi di separarsi e diventare gassosi.