Hvorfor nitrogen er gas, men fosfor er et fast stof?

Forskellen i fysiske tilstande af nitrogen og fosfor ved stuetemperatur koger ned til styrken af ​​de intermolekylære kræfter mellem deres atomer. Her er en sammenbrud:

* nitrogen (n ₂ ): Kvælstof findes som en diatomisk gas (N ₂ ) på grund af tredobbelt obligation mellem de to nitrogenatomer. Denne stærke tredobbelte binding skaber et meget stabilt molekyle med minimale intermolekylære kræfter. De eneste kræfter, der virker mellem nitrogenmolekyler, er svage van der Waals Forces , som let overvindes ved stuetemperatur, hvilket gør det muligt for nitrogen at eksistere som en gas.

* fosfor (p ₄ ): Fosfor findes som en tetrahedral p ₄ molekyle. Mens fosfor kan danne flere bindinger, er det mere almindeligt at finde det dannelse af enkeltobligationer med andre fosforatomer. Disse enkelt obligationer er svagere end den tredobbelte binding i nitrogen, hvilket fører til et mindre stabilt molekyle. intermolekylære kræfter mellem p ₄ Molekyler er stærkere end dem mellem N ₂ Molekyler på grund af den større størrelse og større polariserbarhed af fosforatomer. Disse stærkere intermolekylære kræfter er stærke nok til at holde p ₄ Molekyler sammen i en fast struktur ved stuetemperatur.

Kortfattet:

* stærkere binding: Nitrogens tredobbelte binding skaber et meget stabilt molekyle med svage intermolekylære kræfter, så det kan eksistere som en gas.

* svagere binding: Fosfors enkeltbindinger og større størrelse fører til stærkere intermolekylære kræfter, hvilket resulterer i en fast tilstand.

Derudover muliggør den elektroniske konfiguration af fosfor dannelsen af ​​mere komplekse strukturer i fast tilstand, hvilket yderligere bidrager til dens soliditet.