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Les forces intermoléculaires sont des forces entre molécules. Comparées aux forces qui maintiennent une molécule ensemble, elles sont généralement relativement faibles, bien qu’il s’agisse finalement des forces qui maintiennent les molécules dans les liquides et les solides ensemble. La résistance des matériaux intermoléculaires dans une substance détermine les propriétés physiques telles que le point d'ébullition et le point de fusion. C’est la faiblesse des forces intermoléculaires dans le propane qui aide à expliquer pourquoi il s’agit d’un gaz à la température ambiante et à la pression atmosphérique.
Nature du propane
Le propane a la formule moléculaire C3H8: trois atomes de carbone et 8 atomes d'hydrogène. Les trois atomes de carbone forment une seule chaîne avec trois atomes d'hydrogène sur le carbone à chaque extrémité et deux atomes d'hydrogène sur le carbone moyen. Les atomes situés à l'une des extrémités d'une liaison simple peuvent tourner, de sorte que les atomes situés à l'une des extrémités des deux liaisons tournent à la température ambiante. En phase gazeuse, les molécules volent de manière désorganisée.
Distribution électronique
Nous aimons penser à des électrons en tant que particules, mais en réalité, ils se comportent, d’une certaine manière, comme des ondes et d’autres, comme des particules. Par conséquent, nous ne pouvons jamais connaître à la fois le moment des électrons et sa position. Les électrons sont répartis autour d'un noyau, comme un nuage en constante évolution. Bien que les électrons soient répartis de manière uniforme en moyenne, il peut y avoir un déséquilibre à tout moment, avec un excès de charge négative dans une région et une réduction de la charge négative dans une autre. La molécule deviendra très brièvement un dipôle, avec une charge négative nette dans une zone et une charge positive nette dans un autre.
Forces de dispersion de Londres
Des charges opposées attirent; comme les charges repoussent. Lorsque deux molécules se rapprochent, un dipôle instantané dans une molécule attirera des charges opposées dans l'autre molécule et créera un dipôle faible chez sa voisine. Les deux dipôles faibles s’attirent maintenant. Bien que le dipôle instantané de la première continue à changer, le dipôle induit dans la seconde molécule suivra, de sorte que la faible attraction entre les deux molécules persistera. Ce type d'interaction intermoléculaire est appelé force de dispersion de London. En règle générale, les grosses molécules sont plus faciles à polariser, elles subissent donc des forces de London plus fortes que les plus petites.
London Forces in Propane
Les forces de London sont la seule force intermoléculaire que subissent les molécules de propane. Les molécules de propane étant relativement petites, les forces de London qui les exercent sont faibles - trop faibles pour les maintenir ensemble en phase solide ou liquide à la température ambiante. Pour transformer le propane en liquide, vous devez le refroidir, ce qui ralentit le mouvement des molécules. à très basses températures, même les faibles interactions de London peuvent maintenir les molécules de propane ensemble. La compression du propane en fera donc un liquide.