Ce forțe intermoleculare poate avea un atom de neon?

Forțele intermoleculare sunt atracții între atomi sau molecule. Puterea acestor atracții determină proprietățile fizice ale substanței la o anumită temperatură. Cu cât forțele intermoleculare sunt mai puternice, cu atât particulele vor fi ținute mai strâns, astfel încât substanțele cu forțe intermoleculare puternice tind să aibă temperaturi mai mari de topire și fierbere. Neonul este un gaz la temperatura camerei și are o temperatură de fierbere foarte scăzută de -246 grade Celsius - doar 27 Kelvin.

Există trei tipuri principale de forță intermoleculară care există între entități în diferite substanțe chimice. Cel mai puternic tip de forță intermoleculară este legătura de hidrogen. Produsele chimice care prezintă legături de hidrogen tind să aibă puncte de topire și fierbere mult mai mari decât substanțele chimice similare care nu participă la legarea de hidrogen. Atracțiile dipol-dipol sunt mai slabe decât legăturile de hidrogen, dar mai puternice decât al treilea tip de forță intermoleculară: forțele de dispersie.

Legăturile de hidrogen apar atunci când un atom de hidrogen legat covalent de un atom electronegativ, cum ar fi oxigenul, azotul sau fluorul, interacționează cu un alt atom electronegativ de pe o moleculă vecină. Puterea legăturilor de hidrogen este mare, la aproximativ 10% din rezistența unei legături covalente normale. Cu toate acestea, neonul este un element și nu conține atomi de hidrogen, prin urmare, legarea hidrogenului nu poate avea loc în neon.

Atracțiile dipol-dipol apar în moleculele care prezintă dipoli permanenți. Un dipol permanent rezultă atunci când electronii dintr-o moleculă sunt distribuiți inegal, astfel încât o parte din molecula are o sarcină parțială negativă permanentă, iar o altă parte are o pozitivă parțială permanentă încărca. Substanțele în care particulele au dipoli permanenți au forțe intermoleculare ușor mai mari decât substanțele fără. Particulele de neon sunt atomi unici, prin urmare nu au dipol permanent; deci acest tip de forță intermoleculară nu este prezent la neon.

Toate substanțele, inclusiv neonul, demonstrează forțe de dispersie. Ele sunt cel mai slab tip de forță intermoleculară, deoarece sunt doar tranzitorii, dar chiar și așa efectul lor general este suficient pentru a forma o atracție semnificativă între particule. Forțele de dispersie apar din cauza mișcării aleatorii a electronilor din interiorul atomului. În orice moment, este probabil că vor exista mai mulți electroni pe o parte a atomului decât pe cealaltă, care este denumită dipol temporar. Când un atom experimentează un dipol temporar, acesta poate avea un efect asupra atomilor vecini. De exemplu, dacă partea mai negativă a atomului s-ar apropia de un al doilea atom, ar respinge electronii, inducând un alt dipol temporar în atomul din apropiere. Cei doi atomi vor experimenta atunci o atracție electrostatică tranzitorie.

Puterea forțelor de dispersie depinde de numărul de electroni din particulă, deoarece dacă există mai mulți electroni, există șansa ca un dipol temporar să fie mult mai semnificativ. Neonul este un atom relativ mic, cu doar 10 electroni, deci forțele sale de dispersie sunt doar slabe. Chiar și așa, forțele de dispersie ale neonului sunt suficiente pentru a facilita o temperatură de fierbere cu 23 de grade mai mare decât heliul, care are doar doi electroni. Astfel, este necesară mult mai multă energie pentru a depăși forțele de dispersie suficient pentru a permite atomilor să se separe și să devină gazoși.