Tartalom
Az intermolekuláris erők a molekulák közötti erők. A molekulát együtt tartó erőkhöz képest általában viszonylag gyenge, bár végső soron ezek az erők, amelyek együtt tartják a molekulákat folyadékokban és szilárd anyagokban. Az anyagban lévő intermolekuláris anyagok szilárdsága meghatározza a fizikai tulajdonságokat, például a forráspontot és az olvadáspontot. A propánban az intermolekuláris erők gyengesége segít megmagyarázni, hogy miért ez szobahőmérsékleten és légköri nyomáson lévő gáz.
A propán jellege
A propán molekuláris képlete C3H8: három szénatom és 8 hidrogénatom. A három szénatom egyetlen láncot alkot, három hidrogénatommal a szén mindkét végén, és két hidrogénatommal a középső szénatomon. Az egyes kötések mindkét végén lévő atomok foroghatnak, tehát mindkét kötés mindkét végén lévő atomok szobahőmérsékleten forognak. A gázfázisban a molekulák rendezetlenül repülnek körül.
Elektron eloszlás
Szeretnénk az elektronokra, mint a részecskékre gondolkodni, de valójában bizonyos értelemben úgy viselkednek, mint hullámok, más szempontból mint részecskék. Következésképpen soha nem tudhatjuk egyszerre az elektronok lendületét és helyzetét. Az elektronok eloszlanak egy atommag körül, mint egy folyamatosan változó felhő. Noha az elektronok átlagosan egyenletesen oszlanak el, bármely pillanatban egyensúlyhiány fordulhat elő, ha az egyik régióban a negatív töltés meghaladja a másikot, a negatív töltés pedig egy másikban csökken. A molekula röviden dipóllá válik, az egyik terület nettó negatív töltésével, a másikban nettó negatív töltéssel.
London diszperziós erők
Az ellentétes díjak vonzzák; mint a díjak visszaszorítják. Amikor két molekula megközelíti egymást, az egyik molekulában lévő pillanatnyi dipólus a másik molekulában ellentétes töltéseket vonz maga után, és szomszédjában gyenge dipólt hoz létre. A két gyenge dipólus vonzza egymást. Bár az első pillanatnyi dipólja továbbra is megváltozik, a második molekula indukált dipólija példát követ, tehát a két molekula közötti gyenge vonzerő továbbra is fennáll. Az intermolekuláris interakció ilyen típusát London diszperziós erőnek nevezik. Általában a nagyobb molekulákat könnyebb polarizálni, tehát erősebb londoni erőket tapasztalnak, mint a kisebb molekulák.
A londoni erők propánban
A londoni erők az egyetlen olyan intermolekuláris erő, amelyet a propánmolekulák tapasztalnak. A propánmolekulák viszonylag kicsik, tehát a londoni erők gyengék - túl gyenge, hogy szoba-hőmérsékleten szilárd vagy folyékony fázisban tartsák őket. A propán folyadékká való hűtéséhez meg kell hűteni, ami a molekulák lassabb mozgását eredményezi; nagyon hideg hőmérsékleten, még a gyenge londoni kölcsönhatások is képesek tartani a propánmolekulákat. A propán tömörítése ezért folyadékká alakul.