Πώς αλληλεπιδρούν τα μόρια αερίου μεταξύ τους;
1. Αδύναμες ελκυστικές δυνάμεις:
* Van der Waals Δυνάμεις: Αυτές είναι αδύναμες, προσωρινές δυνάμεις που προκύπτουν από τις διακυμάνσεις της κατανομής ηλεκτρονίων γύρω από τα μόρια. Περιλαμβάνουν:
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Παρουσιάζονται σε όλα τα μόρια, εμφανίζονται λόγω προσωρινών διπόλων που προκαλούνται σε γειτονικά μόρια.
* Δυνάμεις διπόλης: Υπάρχουν ανάμεσα στα πολικά μόρια που έχουν μόνιμα διπόλια, προκαλώντας τους να προσελκύσουν ο ένας τον άλλον.
* δεσμός υδρογόνου: Ένας ειδικός τύπος αλληλεπίδρασης διπολικού-δίπολου που περιλαμβάνει υδρογόνο συνδεδεμένο με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθοριοειδές. Αυτές οι δυνάμεις είναι ιδιαίτερα ισχυρές.
Αυτές οι δυνάμεις είναι ασθενέστερες από τους δεσμούς εντός των μορίων, αλλά εξακολουθούν να είναι σημαντικοί για τον προσδιορισμό των φυσικών ιδιοτήτων των αερίων, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις.
2. Αποκλειστικές δυνάμεις:
* Απομάκρυνση σύντομης εμβέλειας: Όταν τα μόρια αερίου πλησιάζουν πολύ κοντά ο ένας στον άλλο, τα σύννεφα ηλεκτρονίων τους επικαλύπτονται, προκαλώντας μια ισχυρή απωθητική δύναμη. Αυτό είναι παρόμοιο με τις απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των πυρήνων των ατόμων.
3. Συγκρούσεις:
* ελαστικές συγκρούσεις: Τα μόρια αερίου είναι συνεχώς σε κίνηση, συγκρούονται μεταξύ τους και τα τοιχώματα του δοχείου τους. Αυτές οι συγκρούσεις είναι συνήθως ελαστικές, που σημαίνει ότι η κινητική ενέργεια διατηρείται.
4. Η ιδανική παραδοχή αερίου:
* Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο προϋποθέτει ότι τα μόρια αερίου δεν έχουν διαμοριακές δυνάμεις και ότι οι συγκρούσεις τους είναι απόλυτα ελαστικές. Ενώ αυτή είναι μια προσέγγιση, λειτουργεί καλά για πολλά αέρια σε χαμηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες.
Σημαντική σημείωση: Η δύναμη αυτών των αλληλεπιδράσεων ποικίλλει σημαντικά μεταξύ διαφορετικών αερίων. Για παράδειγμα, η σύνδεση υδρογόνου είναι πολύ ισχυρότερη σε υδρατμούς από ό, τι στο αέριο αζώτου.
Περίληψη:
Τα μόρια αερίου αλληλεπιδρούν μέσω αδύναμων ελκυστικών δυνάμεων όπως οι δυνάμεις van der Waals και οι απωθητικές δυνάμεις της μικρής εμβέλειας. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις επηρεάζουν τις φυσικές ιδιότητες των αερίων, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις. Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο, ενώ μια προσέγγιση, είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της συμπεριφοράς του φυσικού αερίου υπό πολλές συνθήκες.
