Γιατί τα ομοιοπολικά υλικά έχουν χαμηλά σημεία τήξης;

Οι ομοιοπολικές ουσίες έχουν γενικά χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού λόγω των σχετικά αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων που συγκρατούν τα μόρια τους μαζί. Αυτές οι δυνάμεις, γνωστές ως δυνάμεις van der Waals, προκύπτουν από τις προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων γύρω από τα μόρια, δημιουργώντας παροδικές ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους. Ενώ οι δυνάμεις van der Waals είναι σημαντικές για τη συμπεριφορά των αερίων και των υγρών, είναι σημαντικά ασθενέστερες από τους ομοιοπολικούς δεσμούς εντός των μορίων.

Σε ομοιοπολικές ουσίες, η δύναμη των ομοιοπολικών δεσμών καθορίζει το σημείο τήξης. Όσο ισχυρότεροι είναι οι ομοιοπολικοί δεσμοί, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για να τους σπάσει και να διαχωρίσει τα μόρια, με αποτέλεσμα ένα υψηλότερο σημείο τήξης. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι δυνάμεις van der Waals είναι σχετικά αδύναμες σε ομοιοπολικές ουσίες, η ενέργεια που απαιτείται για να ξεπεραστεί αυτές οι διαμοριακές δυνάμεις και να επιτρέψει στα μόρια να μετακινούνται μεταξύ τους είναι συγκριτικά μικρά.

Ως αποτέλεσμα, οι ομοιοπολικές ουσίες τείνουν να έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης σε σύγκριση με ιοντικές ή μεταλλικές ουσίες. Οι ιοντικές και μεταλλικές ουσίες έχουν ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις, όπως ηλεκτροστατικά αξιοθέατα μεταξύ ιόντων ή μεταλλικών δεσμών, αντίστοιχα. Αυτές οι ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία τήξης.

Το σημείο τήξης μιας ομοιοπολικής ουσίας εξαρτάται επίσης από το μοριακό βάρος και τη μοριακή δομή. Τα μεγαλύτερα μόρια και οι πιο σύνθετες μοριακές δομές έχουν γενικά ισχυρότερες δυνάμεις van der Waals λόγω της αυξημένης επιφάνειας για διαμοριακές αλληλεπιδράσεις. Ως εκ τούτου, τείνουν να έχουν υψηλότερα σημεία τήξης σε σύγκριση με μικρότερα μόρια με απλούστερες δομές.

Συνοπτικά, οι ομοιοπολικές ουσίες έχουν χαμηλά σημεία τήξης επειδή οι διαμοριακές δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια τους μαζί είναι σχετικά αδύναμες δυνάμεις van der Waals. Η αντοχή των ομοιοπολικών δεσμών εντός των μορίων, του μοριακού βάρους και της μοριακής δομής παίζουν επίσης ρόλο στον προσδιορισμό του σημείου τήξης μιας ομοιοπολικής ουσίας.