Kakšne medmolekularne sile ima lahko neonski atom?

Medmolekularne sile so privlačnost med atomi ali molekulami. Moč teh atrakcij določa fizikalne lastnosti snovi pri dani temperaturi. Močnejše kot so medmolekularne sile, močneje bodo delci držani skupaj, zato imajo snovi z močnimi medmolekularnimi silami običajno višjo temperaturo taljenja in vrelišča. Neon je plin pri sobni temperaturi in ima zelo nizko temperaturo vrelišča -246 stopinj Celzija - le 27 Kelvinov.

Obstajajo tri glavne vrste medmolekularnih sil, ki obstajajo med entitetami v različnih kemikalijah. Najmočnejša vrsta medmolekularne sile je vodikova vez. Kemikalije, ki kažejo vodikove vezi, imajo ponavadi veliko višje tališče in vrelišče kot podobne kemikalije, ki ne sodelujejo v vodikovem vezanju. Dipol-dipolne privlačnosti so šibkejše od vodikovih vezi, vendar močnejše od tretje vrste medmolekularne sile: disperzijske sile.

Vodikove vezi nastanejo, kadar atom vodika, kovalentno vezan na elektronegativni atom, kot je kisik, dušik ali fluor, sodeluje z drugim elektronegativnim atomom na sosednji molekuli. Moč vodikovih vezi je visoka, približno 10% trdnosti običajne kovalentne vezi. Neon pa je element in ne vsebuje nobenih atomov vodika, zato vodikova vez ne more potekati v neonu.

Dipolsko-dipolne privlačnosti se pojavljajo v molekulah, ki kažejo stalne dipole. Trajni dipol nastane, kadar so elektroni v molekuli neenakomerno razporejeni tako, da en del molekula ima trajni delni negativni naboj, drugi del pa trajni delni pozitivni naboj napolniti. Snovi, v katerih imajo delci trajne dipole, imajo medmolekularne sile nekoliko večje od snovi brez. Neonski delci so enojni atomi, zato nimajo stalnega dipola; torej ta vrsta medmolekularne sile v neonu ni prisotna.

Vse snovi, vključno z neonom, kažejo disperzijske sile. So najšibkejša vrsta medmolekularne sile, saj so le prehodne, a kljub temu njihov celoten učinek zadostuje za oblikovanje pomembne privlačnosti med delci. Disperzijske sile nastanejo zaradi naključnega gibanja elektronov znotraj atoma. Naenkrat je verjetno, da bo na eni strani atoma več elektronov kot na drugi strani, kar imenujemo začasni dipol. Ko ima atom začasni dipol, lahko vpliva na sosednje atome. Na primer, če bi se bolj negativna stran atoma približala drugemu atomu, bi odbijal elektrone in povzročil še en začasni dipol v bližnjem atomu. Oba atoma bi nato doživela prehodno elektrostatično privlačnost.

Moč disperzijskih sil je odvisna od števila elektronov v delcu, saj če je elektronov več, obstaja verjetnost, da bo začasni dipol veliko pomembnejši. Neon je razmeroma majhen atom s samo 10 elektroni, zato so njegove disperzijske sile le šibke. Kljub temu so disperzijske sile neona zadostne, da olajšajo temperaturo vrelišča za 23 stopinj višjo od helija, ki ima le dva elektrona. Tako je za premagovanje disperzijskih sil potrebno dovolj več energije, da se atomi lahko ločijo in postanejo plinasti.