Inhalt
- Arten der intermolekularen Kraft
- Wasserstoffbrücken
- Dipol-Dipol-Attraktionen
- Dispersionskräfte
- Stärke der Dispersionskräfte
Intermolekulare Kräfte sind Anziehungskräfte zwischen Atomen oder Molekülen. Die Stärke dieser Anziehungskräfte bestimmt die physikalischen Eigenschaften der Substanz bei einer bestimmten Temperatur. Je stärker die intermolekularen Kräfte sind, desto enger werden die Partikel zusammengehalten, sodass Substanzen mit starken intermolekularen Kräften zu höheren Schmelz- und Siedetemperaturen neigen. Neon ist ein Gas bei Raumtemperatur und hat eine sehr niedrige Siedetemperatur von -246 Grad Celsius - nur 27 Kelvin.
Arten der intermolekularen Kraft
Es gibt drei Haupttypen von intermolekularer Kraft, die zwischen Entitäten in verschiedenen Chemikalien existieren. Die stärkste Art der intermolekularen Kraft ist die Wasserstoffbindung. Chemikalien, die Wasserstoffbrückenbindungen aufweisen, haben tendenziell viel höhere Schmelz- und Siedepunkte als ähnliche Chemikalien, die keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen. Dipol-Dipol-Anziehungskräfte sind schwächer als Wasserstoffbrückenbindungen, aber stärker als die dritte Art der intermolekularen Kraft: die Dispersionskräfte.
Wasserstoffbrücken
Wasserstoffbindungen treten auf, wenn ein Wasserstoffatom, das kovalent an ein elektronegatives Atom wie Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor gebunden ist, mit einem anderen elektronegativen Atom eines benachbarten Moleküls wechselwirkt. Die Stärke von Wasserstoffbrückenbindungen ist mit etwa 10% der Stärke einer normalen kovalenten Bindung hoch. Neon ist jedoch ein Element und enthält keine Wasserstoffatome. Daher kann im Neon keine Wasserstoffbindung stattfinden.
Dipol-Dipol-Attraktionen
Dipol-Dipol-Anziehungen treten in Molekülen auf, die permanente Dipole aufweisen. Ein permanenter Dipol entsteht, wenn die Elektronen in einem Molekül ungleichmäßig verteilt sind, so dass ein Teil des Moleküls eine permanente negative Teilladung und ein anderer Teil eine permanente positive Teilladung aufweist. Substanzen, bei denen die Partikel permanente Dipole aufweisen, weisen geringfügig höhere intermolekulare Kräfte auf als Substanzen ohne. Neonpartikel sind einzelne Atome, haben also keinen permanenten Dipol; Daher ist diese Art von intermolekularer Kraft im Neon nicht vorhanden.
Dispersionskräfte
Alle Substanzen, einschließlich Neon, zeigen Dispersionskräfte. Sie sind die schwächste Art von intermolekularer Kraft, da sie nur vorübergehend sind, aber dennoch ist ihre Gesamtwirkung ausreichend, um eine signifikante Anziehung zwischen Partikeln zu bilden. Dispersionskräfte treten aufgrund der zufälligen Bewegung von Elektronen innerhalb des Atoms auf. Es ist zu jedem Zeitpunkt wahrscheinlich, dass sich auf einer Seite des Atoms mehr Elektronen befinden als auf der anderen, was als temporärer Dipol bezeichnet wird. Wenn ein Atom einem temporären Dipol ausgesetzt ist, kann dies Auswirkungen auf benachbarte Atome haben. Wenn sich die negativere Seite des Atoms beispielsweise einem zweiten Atom nähert, stößt es die Elektronen ab und induziert einen weiteren temporären Dipol im nahen Atom. Die beiden Atome würden dann eine vorübergehende elektrostatische Anziehung erfahren.
Stärke der Dispersionskräfte
Die Stärke der Dispersionskräfte hängt von der Anzahl der Elektronen im Teilchen ab. Wenn mehr Elektronen vorhanden sind, besteht die Möglichkeit, dass ein temporärer Dipol viel bedeutender ist. Neon ist ein relativ kleines Atom mit nur 10 Elektronen, daher sind seine Dispersionskräfte nur schwach. Trotzdem reichen die Dispersionskräfte von Neon aus, um eine um 23 Grad höhere Siedetemperatur als Helium mit nur zwei Elektronen zu ermöglichen. Somit ist deutlich mehr Energie erforderlich, um die Dispersionskräfte ausreichend zu überwinden, damit sich die Atome trennen und gasförmig werden können.