Medzimolekulové sily sú sily medzi molekulami. V porovnaní so silami, ktoré držia molekulu pohromade, sú zvyčajne relatívne slabé, aj keď sú to nakoniec sily, ktoré držia molekuly v tekutinách a pevných látkach pohromade. Sila intermolekulárnych materiálov v látke určuje fyzikálne vlastnosti, ako je teplota varu a teplota topenia. Práve slabosť medzimolekulových síl v propáne pomáha vysvetliť, prečo ide o plyn pri izbovej teplote a atmosférickom tlaku.
Povaha propánu
Propán má molekulárny vzorec C3H8: tri atómy uhlíka a 8 atómov vodíka. Tri atómy uhlíka tvoria jeden reťazec s tromi vodíkmi na uhlíku na každom konci a dvoma vodíkmi na strednom uhlíku. Atómy na oboch koncoch jednoduchej väzby sa môžu otáčať, takže atómy na oboch koncoch oboch väzieb rotujú pri izbovej teplote. V plynnej fáze lietajú molekuly neusporiadane.
Distribúcia elektrónov
Radi by sme uvažovali o elektrónoch ako o časticiach, ale v skutočnosti sa správajú určitým spôsobom ako vlny a iným spôsobom ako častice. V dôsledku toho nikdy nemôžeme poznať hybnosť elektrónu aj jeho polohu súčasne. Elektróny sú distribuované okolo jadra ako neustále sa meniaci mrak. Aj keď budú elektróny priemerne distribuované rovnomerne, v každom okamihu môže byť nerovnováha s prebytkom záporného náboja v jednom regióne a znížením záporného náboja v regióne ďalší. Molekula sa veľmi krátko stane dipólom, s čistým záporným nábojom v jednej oblasti a čistým kladným nábojom v druhej oblasti.
Londýnske disperzné sily
Opačné poplatky priťahujú; ako poplatky odpudzujú. Keď sa dve molekuly priblížia k sebe, okamžitý dipól v jednej molekule priláka opačné náboje v druhej molekule a vytvorí slabý dipól u svojho suseda. Dva slabé dipóly sa teraz navzájom priťahujú. Aj keď sa okamžitý dipól prvého bude naďalej meniť, indukovaný dipól v druhej molekule bude nasledovať jeho príklad, takže slabá príťažlivosť medzi týmito dvoma molekulami bude pretrvávať. Tento typ intermolekulárnej interakcie sa nazýva Londýnska disperzná sila. Spravidla sa väčšie molekuly polarizujú ľahšie, takže zažívajú silnejšie londýnske sily ako menšie molekuly.
Londýnske sily v propáne
Londýnske sily sú jedinou medzimolekulovou silou, ktorú molekuly propánu zažívajú. Molekuly propánu sú pomerne malé, takže londýnske sily medzi nimi sú slabé - príliš slabé na to, aby držali pokope v tuhej alebo kvapalnej fáze pri izbovej teplote. Ak chcete z propánu urobiť kvapalinu, musíte ju ochladiť, čo spôsobí, že molekuly sa budú pohybovať pomalšie; pri veľmi nízkych teplotách môžu aj slabé londýnske interakcie držať molekuly propánu pohromade. Stlačením propánu sa preto premení na kvapalinu.