Inhoud
- Soorten intermoleculaire kracht
- Waterstofbruggen
- Dipole-Dipole Attracties
- Dispersiekrachten
- Kracht van dispersiekrachten
Intermoleculaire krachten zijn attracties tussen atomen of moleculen. De sterkte van deze attracties bepaalt de fysische eigenschappen van de stof bij een gegeven temperatuur. Hoe sterker de intermoleculaire krachten, hoe strakker de deeltjes bij elkaar worden gehouden, dus stoffen met sterke intermoleculaire krachten hebben doorgaans hogere smelt- en kooktemperaturen. Neon is een gas op kamertemperatuur en heeft een zeer lage kooktemperatuur van -246 graden Celsius - slechts 27 Kelvin.
Soorten intermoleculaire kracht
Er zijn drie hoofdtypen van intermoleculaire kracht die bestaan tussen entiteiten in verschillende chemicaliën. Het sterkste type intermoleculaire kracht is de waterstofbinding. Chemicaliën die waterstofbinding vertonen, hebben vaak veel hogere smelt- en kookpunten dan vergelijkbare chemicaliën die niet deelnemen aan waterstofbinding. Dipool-dipool-attracties zijn zwakker dan waterstofbruggen, maar sterker dan het derde type intermoleculaire kracht: dispersiekrachten.
Waterstofbruggen
Waterstofbindingen treden op wanneer een waterstofatoom covalent gebonden aan een elektronegatief atoom, zoals zuurstof, stikstof of fluor, in wisselwerking staat met een ander elektronegatief atoom op een naburig molecuul. De sterkte van waterstofbruggen is hoog, ongeveer 10% van de sterkte van een normale covalente binding. Neon is echter een element en bevat geen waterstofatomen, daarom kan waterstofbinding niet plaatsvinden in neon.
Dipole-Dipole Attracties
Dipool-dipool-attracties vinden plaats in moleculen die permanente dipolen vertonen. Een permanente dipool ontstaat wanneer de elektronen in een molecuul ongelijk verdeeld zijn, zodat een deel van het molecuul een permanente gedeeltelijke negatieve lading heeft en een ander deel een permanente gedeeltelijke positieve lading. Stoffen waarin de deeltjes permanente dipolen hebben, hebben intermoleculaire krachten die iets hoger zijn dan stoffen zonder. Neondeeltjes zijn afzonderlijke atomen, daarom hebben ze geen permanente dipool; dus dit type intermoleculaire kracht is niet aanwezig in neon.
Dispersiekrachten
Alle stoffen, inclusief neon, vertonen dispersiekrachten. Ze zijn het zwakste type intermoleculaire kracht omdat ze slechts van voorbijgaande aard zijn, maar toch is hun totale effect voldoende om een significante aantrekkingskracht tussen deeltjes te vormen. Dispersiekrachten treden op als gevolg van de willekeurige beweging van elektronen in het atoom. Op elk moment is het waarschijnlijk dat er meer elektronen aan de ene kant van het atoom zullen zijn dan de andere, die een tijdelijke dipool wordt genoemd. Wanneer een atoom een tijdelijke dipool ervaart, kan dit een effect hebben op naburige atomen. Als de meer negatieve kant van het atoom bijvoorbeeld in de buurt van een tweede atoom zou komen, zou het de elektronen afstoten en een andere tijdelijke dipool in het nabijgelegen atoom induceren. De twee atomen zouden dan een tijdelijke elektrostatische aantrekkingskracht ervaren.
Kracht van dispersiekrachten
De sterkte van dispersiekrachten hangt af van het aantal elektronen in het deeltje, want als er meer elektronen zijn, is er een kans dat een tijdelijke dipool veel belangrijker zal zijn. Neon is een relatief klein atoom met slechts 10 elektronen, dus zijn dispersiekrachten slechts zwak. Toch zijn de dispersiekrachten van neon voldoende om een kooktemperatuur van 23 graden hoger te maken dan helium, dat slechts twee elektronen heeft. Er is dus aanzienlijk meer energie nodig om de dispersiekrachten voldoende te overwinnen om de atomen te scheiden en gasvormig te maken.