Міжмолекулярні сили - це притягання між атомами або молекулами. Сила цих атракціонів визначає фізичні властивості речовини при певній температурі. Чим сильніші міжмолекулярні сили, тим щільніше будуть утримуватися частинки, тому речовини з сильними міжмолекулярними силами мають тенденцію до вищих температур плавлення та кипіння. Неон є газом кімнатної температури і має дуже низьку температуру кипіння -246 градусів Цельсія - всього 27 Кельвінів.
Типи міжмолекулярних сил
Існують три основні типи міжмолекулярної сили, що існують між сутностями в різних хімічних речовинах. Найсильнішим видом міжмолекулярних сил є водневий зв’язок. Хімічні речовини, що мають водневий зв'язок, мають набагато вищі температури плавлення та кипіння, ніж подібні хімічні речовини, які не беруть участі у водневому зв'язку. Диполь-дипольні притягання слабкіші за водневі зв’язки, але сильніші за третій тип міжмолекулярних сил: дисперсійні сили.
Водневі зв’язки
Водневі зв’язки виникають, коли атом водню, ковалентно зв’язаний з електронегативним атомом, таким як кисень, азот або фтор, взаємодіє з іншим електронегативним атомом на сусідній молекулі. Міцність водневих зв'язків висока, приблизно на 10% від міцності нормального ковалентного зв'язку. Однак неон є елементом і не містить атомів водню, тому водневий зв’язок не може відбуватися в неоні.
Діполь-Діпольські визначні пам'ятки
Диполь-дипольні притягання виникають у молекулах, що мають постійні диполі. Постійний диполь виникає, коли електрони в молекулі розподіляються нерівномірно так, що одна частина молекула має постійний частковий негативний заряд, а інша частина має постійний частковий позитивний заряд заряду. Речовини, в яких частинки мають постійні диполі, мають міжмолекулярні сили трохи вищі, ніж речовини без них. Неонові частинки є одиничними атомами, тому вони не мають постійного диполя; отже, цього типу міжмолекулярної сили в неоні немає.
Дисперсійні сили
Всі речовини, включаючи неонові, демонструють дисперсійні сили. Вони є найслабшим типом міжмолекулярної сили, оскільки вони є лише тимчасовими, але навіть в цілому їх загальний ефект достатній для формування значного притягання між частинками. Сили дисперсії виникають внаслідок випадкового руху електронів всередині атома. У будь-який момент часу, ймовірно, що з однієї сторони атома буде більше електронів, ніж з другої, що називається тимчасовим диполем. Коли атом відчуває тимчасовий диполь, це може впливати на сусідні атоми. Наприклад, якби більш негативна сторона атома наблизилася до другого атома, це відштовхувало б електрони, індукуючи ще один тимчасовий диполь у сусідньому атомі. Потім два атоми зазнають перехідного електростатичного притягання.
Сила дисперсійних сил
Сила дисперсійних сил залежить від кількості електронів у частинці, оскільки, якщо електронів більше, існує ймовірність, що будь-який тимчасовий диполь буде набагато значнішим. Неон - відносно невеликий атом, у якому лише 10 електронів, тому його дисперсійні сили лише слабкі. Незважаючи на це, сили дисперсії неону достатні, щоб полегшити температуру кипіння на 23 градуси вище, ніж гелій, який має лише два електрони. Таким чином, для подолання дисперсійних сил потрібно настільки більше енергії, щоб атоми могли відокремитися і стати газоподібними.