Vilka intermolekylära krafter kan ett neonatom ha?

Intermolekylära krafter är attraktioner mellan atomer eller molekyler. Styrkan hos dessa attraktioner bestämmer ämnets fysikaliska egenskaper vid en given temperatur. Ju starkare de intermolekylära krafterna, desto tätare hålls partiklarna samman, så ämnen med starka intermolekylära krafter tenderar att ha högre smält- och koktemperaturer. Neon är en gas vid rumstemperatur och har en mycket låg koktemperatur på -246 grader Celsius - bara 27 Kelvin.

Det finns tre huvudtyper av intermolekylär kraft som finns mellan enheter i olika kemikalier. Den starkaste typen av intermolekylär kraft är vätebindningen. Kemikalier som uppvisar vätebindning tenderar att ha mycket högre smält- och kokpunkter än liknande kemikalier som inte deltar i vätebindning. Dipol-dipolattraktioner är svagare än vätebindningar, men starkare än den tredje typen av intermolekylär kraft: dispersionskrafter.

Vätebindningar uppstår när en väteatom kovalent bunden till en elektronegativ atom, såsom syre, kväve eller fluor, interagerar med en annan elektronegativ atom på en angränsande molekyl. Styrkan hos vätebindningar är hög, cirka 10% av styrkan hos en normal kovalent bindning. Neon är dock ett element och innehåller inga väteatomer, därför kan vätebindning inte äga rum i neon.

Dipol-dipolattraktioner förekommer i molekyler som uppvisar permanenta dipoler. En permanent dipol uppstår när elektronerna i en molekyl är ojämnt fördelade så att en del av molekylen har en permanent partiell negativ laddning, och en annan del har en permanent partiell positiv laddning avgift. Ämnen där partiklarna har permanenta dipoler har intermolekylära krafter något högre än ämnen utan. Neonpartiklar är enstaka atomer, därför har de ingen permanent dipol; så denna typ av intermolekylär kraft finns inte i neon.

Alla substanser inklusive neon uppvisar dispersionskrafter. De är den svagaste typen av intermolekylär kraft eftersom de bara är övergående, men ändå är deras totala effekt tillräcklig för att bilda en signifikant attraktion mellan partiklar. Dispergeringskrafter uppstår på grund av slumpmässig rörelse av elektroner i atomen. När som helst är det troligt att det kommer att finnas fler elektroner på ena sidan av atomen än den andra, vilket kallas en tillfällig dipol. När en atom upplever en tillfällig dipol kan den påverka närliggande atomer. Till exempel, om den mer negativa sidan av atomen kom nära en andra atom, skulle den avvisa elektronerna och inducera ytterligare en tillfällig dipol i den närliggande atomen. De två atomerna skulle då uppleva en övergående elektrostatisk attraktion.

Styrkan hos dispersionskrafterna beror på antalet elektroner i partikeln, eftersom om det finns fler elektroner finns det en chans att någon tillfällig dipol kommer att vara mycket mer signifikant. Neon är en relativt liten atom med endast 10 elektroner, så dess dispersionskrafter är bara svaga. Ändå är neonens dispersionskrafter tillräckliga för att underlätta en koktemperatur 23 grader högre än helium, som bara har två elektroner. Således krävs betydligt mer energi för att övervinna dispersionskrafterna tillräckligt för att tillåta atomerna att separera och bli gasformiga.