כוחות בין-מולקולריים במבנה הפרופן

כוחות בין-מולקולריים הם כוחות בין מולקולות. בהשוואה לכוחות המחזיקים מולקולה יחד, הם בדרך כלל חלשים יחסית, אם כי בסופו של דבר הם הכוחות המחזיקים מולקולות בנוזלים ומוצקים יחד. חוזק החומרים הבין מולקולריים בחומר קובע תכונות פיזיקליות כמו נקודת רתיחה ונקודת התכה. חולשתם של הכוחות הבין-מולקולריים בפרופן מסייעת להסביר מדוע מדובר בגז בטמפרטורת החדר ובלחץ האטמוספרי.

לפרופן הנוסחה המולקולרית C3H8: שלושה אטומי פחמן ו -8 אטומי מימן. שלושת אטומי הפחמן יוצרים שרשרת אחת עם שלושה מימנים על הפחמן בכל קצה ושני מימנים על הפחמן האמצעי. האטומים בשני קצות הקשר היחיד יכולים להסתובב, כך שהאטומים בשני קצות שני הקשרים מסתובבים בטמפרטורת החדר. בשלב הגז המולקולות עפות בצורה לא מאורגנת.

אנו אוהבים לחשוב על אלקטרונים כחלקיקים, אך באמת הם מתנהגים בדרכים מסוימות כמו גלים ובדרכים אחרות כמו חלקיקים. כתוצאה מכך, לעולם איננו יכולים לדעת גם את המומנטום של האלקטרון ואת מיקומו בו זמנית. האלקטרונים מופצים סביב גרעין כמו ענן המשתנה כל הזמן. למרות שבממוצע האלקטרונים יופצו באופן שווה, בכל רגע נתון ייתכן שיש חוסר איזון, עם עודף מטען שלילי באזור אחד והפחתה של מטען שלילי ב אַחֵר. המולקולה תהפוך בקצרה רבה לדיפול, עם מטען שלילי נטו באזור אחד ומטען חיובי נטו באזור אחר.

מטענים מנוגדים מושכים; כמו חיובים דוחים. כששתי מולקולות מתקרבות זו לזו, דיפול מיידי במולקולה אחת ימשוך מטענים הפוכים במולקולה השנייה וייצור דיפול חלש בשכנתה. שני הדיפולות החלשות מושכות כעת זו את זו. למרות שהדיפול המיידי של הראשון ימשיך להשתנות, הדיפול המושרה במולקולה השנייה ילך בעקבותיו, ולכן המשיכה החלשה בין שתי המולקולות תימשך. סוג זה של אינטראקציה בין מולקולרית נקרא כוח פיזור לונדוני. באופן כללי, קל יותר לקטב מולקולות גדולות יותר, ולכן הן חוות כוחות לונדוניים חזקים יותר ממולקולות קטנות יותר.

כוחות לונדון הם הכוח הבין-מולקולרי היחיד שחוות מולקולות פרופאן. מולקולות פרופאן קטנות יחסית, כך שכוחות לונדון ביניהן חלשים - חלשים מכדי להחזיק אותם יחד בשלב מוצק או נוזלי בטמפרטורת החדר. כדי להפוך פרופאן לנוזל, אתה צריך לקרר אותו, מה שגורם למולקולות לנוע לאט יותר; בטמפרטורות קרות מאוד, אפילו האינטראקציות החלשות בלונדון יכולות להחזיק את מולקולות הפרופן. דחיסת פרופאן יהפוך אותו אפוא לנוזל.