As forças intermoleculares são forças entre as moléculas. Em comparação com as forças que mantêm uma molécula unida, elas geralmente são relativamente fracas, embora sejam, em última análise, as forças que mantêm as moléculas juntas em líquidos e sólidos. A força dos materiais intermoleculares em uma substância determina propriedades físicas como ponto de ebulição e ponto de fusão. É a fraqueza das forças intermoleculares no propano que ajudam a explicar por que ele é um gás à temperatura ambiente e à pressão atmosférica.
Natureza do Propano
O propano tem a fórmula molecular C3H8: três átomos de carbono e 8 átomos de hidrogênio. Os três átomos de carbono formam uma única cadeia com três hidrogênios no carbono em cada extremidade e dois hidrogênios no carbono do meio. Os átomos em cada extremidade de uma ligação simples podem girar, de modo que os átomos em cada extremidade de ambas as ligações estão girando em temperatura ambiente. Na fase gasosa, as moléculas voam de forma desorganizada.
Distribuição de elétrons
Gostamos de pensar nos elétrons como partículas, mas na verdade eles se comportam de algumas maneiras como ondas e de outras como partículas. Conseqüentemente, nunca podemos saber o momento de um elétron e sua posição ao mesmo tempo. Os elétrons são distribuídos em torno de um núcleo como uma nuvem em constante mudança. Embora, em média, os elétrons sejam uniformemente distribuídos, a qualquer momento pode haver um desequilíbrio, com excesso de carga negativa em uma região e redução da carga negativa em outro. A molécula se tornará brevemente um dipolo, com uma carga líquida negativa em uma área e uma carga líquida positiva em outra.
Forças de Dispersão de Londres
Cargas opostas se atraem; como cargas repelem. Conforme duas moléculas se aproximam, um dipolo instantâneo em uma molécula atrairá cargas opostas na outra molécula e criará um dipolo fraco em sua vizinha. Os dois dipolos fracos agora se atraem. Embora o dipolo instantâneo da primeira continue a mudar, o dipolo induzido na segunda molécula seguirá o exemplo, então a fraca atração entre as duas moléculas irá persistir. Este tipo de interação intermolecular é chamado de força de dispersão de London. Geralmente, moléculas maiores são mais fáceis de polarizar, então elas experimentam forças de London mais fortes do que moléculas menores.
Forças de Londres em propano
As forças de Londres são a única força intermolecular experimentada pelas moléculas de propano. As moléculas de propano são relativamente pequenas, então as forças de Londres entre elas são fracas - fracas demais para mantê-las juntas em fase sólida ou líquida em temperatura ambiente. Para transformar o propano em líquido, é necessário resfriá-lo, o que faz com que as moléculas se movam mais lentamente; em temperaturas muito baixas, mesmo as fracas interações de Londres podem manter as moléculas de propano unidas. A compressão do propano irá, portanto, transformá-lo em um líquido.