Indhold
Intermolekylære kræfter er kræfter mellem molekyler. Sammenlignet med de kræfter, der holder et molekyle sammen, er de normalt relativt svage, selvom de i sidste ende er kræfterne, 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 ved de intermolekylære kræfter i propan, der hjælper med at forklare, hvorfor det er en gas ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk.
Natur af propan
Propan har molekylformlen C3H8: tre carbonatomer og 8 hydrogenatomer. De tre carbonatomer danner en enkelt kæde med tre hydrogener på carbonet i hver ende og to hydrogener på det midterste carbon. Atomerne i hver ende af en enkelt binding kan rotere, så atomerne i begge ender af begge bindinger roterer ved stuetemperatur. I gasfasen flyver molekylerne rundt på en uorganiseret måde.
Elektrondistribution
Vi kan lide at tænke på elektroner som partikler, men de opfører sig virkelig på nogle måder som bølger og på andre måder som partikler. Derfor kan vi aldrig kende både et elektromagnetisk moment og dets position på samme tid. Elektronerne er fordelt omkring en kerne som en konstant skiftende sky. Selv om elektronerne i gennemsnit vil være jævnt fordelt, kan der på ethvert givet øjeblik være en ubalance med et overskud af negativ ladning i et område og en reduktion af negativ ladning i et andet. Molekylet vil meget kort blive en dipol med en negativ nettoladning i et område og en nettopositiv ladning i et andet.
Londons spredningskræfter
Modsatte afgifter tiltrækker; som afgifter afviser. Når to molekyler nærmer sig hinanden, vil en øjeblikkelig dipol i det ene molekyle tiltrække modsatte ladninger i det andet molekyle og skabe en svag dipol i sin nabo. De to svage dipoler tiltrækker nu hinanden. Selvom den første øjeblikkelige dipol 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 vedvare. Denne type intermolekylær interaktion kaldes en London-spredningsstyrke. Generelt er større molekyler lettere at polarisere, så de oplever stærkere London-kræfter end mindre molekyler.
London styrker i propan
Londons styrker er den eneste intermolekylære kraft, som propanmolekyler oplever. Propanmolekyler er relativt små, så London-kræfterne 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 køle den ned, hvilket får molekylerne til at bevæge sig langsommere; ved meget kolde temperaturer kan selv de svage London-interaktioner holde propanmolekylerne sammen. Komprimering af propan vil derfor omdanne den til en væske.