Intermolekylære kræfter i strukturen af ​​propan

Intermolekylære kræfter er kræfter mellem molekyler. Sammenlignet med de kræfter, der holder et molekyle sammen, er de normalt relativt svage, selv om de i sidste ende er de kræfter, der holder molekyler i væsker og faste stoffer sammen. Styrken af ​​de intermolekylære materialer i et stof bestemmer fysiske egenskaber som kogepunkt og smeltepunkt. Det er svagheden i de intermolekylære kræfter i propan, som hjælper med at forklare, hvorfor det er en gas ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk.

Propanernes natur

Propan har molekylformlen C3H8: tre carbonatomer og 8 hydrogenatomer. De tre carbonatomer danner en enkelt kæde med tre hydrogener på carbon i hver ende og to hydrogener på det midterste kulstof. Atomerne i hver ende af en enkeltbinding kan rotere, så atomerne i begge ender af begge bindinger roterer ved stuetemperatur. I gasfasen flyver molekylerne på en uorganiseret måde.

Elektronfordeling

Vi kan lide at tænke på elektroner som partikler, men de opfører sig på nogle måder som bølger og i andre måder som partikler. Derfor kan vi aldrig kende både en elektrons momentum og dens position på samme tid. Elektronerne er fordelt omkring en kerne som en konstant skiftende sky. Selv om elektronerne i gennemsnit bliver jævnt fordelt, kan der på et givet tidspunkt være en ubalance med et overskud af negativ ladning i en region og en reduktion af negativ ladning i en anden. Molekylet vil meget kort blive en dipol, med en netto negativ ladning i et område og en netto positiv ladning i en anden.

London Dispersion Forces

Modsat ladninger tiltrækker; ligesom afgifter afviser. Når to molekyler nærmer hinanden, vil en øjeblikkelig dipol i et molekyle tiltrække modsatte ladninger i det andet molekyle og skabe en svag dipol i sin nabo. De to svage dipoler tiltrækker nu hinanden. Selv om den øjeblikkelige dipol af den første vil fortsætte med at ændre sig, vil den inducerede dipol i det andet molekyle følge efter, så den svage tiltrækning mellem de to molekyler vil fortsætte. Denne type intermolekylære interaktion kaldes en London-dispersionskraft. Generelt er større molekyler lettere at polarisere, så de oplever stærkere London-styrker end mindre molekyler.

London-styrker i propan

London-styrker er den eneste intermolekylære kraft, som propanmolekyler oplever. Propanmolekyler er relativt små, så Londons kræfter mellem dem er svage - for svage til at holde dem sammen i fast eller flydende fase ved stuetemperatur. For at gøre propan til en væske, skal du afkøle det, hvilket får molekylerne til at bevæge sig langsomt. ved meget kolde temperaturer kan selv de svage London-interaktioner holde propanmolekylerne sammen. Komprimering af propan vil derfor omdanne det til en væske.