Γιατί το νερό είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου ενώ αέριο μεθανίου;
1. Μοριακή δομή και συγκόλληση:
* νερό (h₂o): Τα μόρια του νερού είναι λυγισμένα, με εξαιρετικά πολικό ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ των ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου. Αυτή η πολικότητα οδηγεί σε ισχυρή δέσμευση υδρογόνου μεταξύ των μορίων νερού. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι σχετικά ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις, απαιτώντας μια σημαντική ποσότητα ενέργειας για να σπάσει.
* μεθάνιο (ch₄): Τα μόρια μεθανίου είναι τετραεδρικά, με μη πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ άνθρακα και υδρογόνου. Υπάρχουν μόνο αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου μεταξύ μορίων μεθανίου.
2. Διαμοριακές δυνάμεις:
* νερό: Οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου στο νερό συγκρατούν τα μόρια μαζί, δίνοντάς του ένα υψηλό σημείο βρασμού (100 ° C).
* μεθάνιο: Οι αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου στο μεθάνιο ξεπερνούνται εύκολα από τη θερμική ενέργεια σε θερμοκρασία δωματίου, καθιστώντας το αέριο.
3. Μοριακό βάρος:
* νερό: Ενώ το μοριακό βάρος παίζει ρόλο, το νερό έχει σχετικά χαμηλό μοριακό βάρος (18 g/mol). Η ισχυρή σύνδεσή του υδρογόνου είναι ο πρωταρχικός λόγος για την υγρή του κατάσταση.
* μεθάνιο: Το μεθάνιο έχει ελαφρώς υψηλότερο μοριακό βάρος (16 g/mol). Ωστόσο, οι αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις του υπαγορεύουν πιο έντονα την αέρια του κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου.
Συνοπτικά:
* Η ισχυρή σύνδεση υδρογόνου του νερού ξεπερνά την τάση να είναι αέριο σε θερμοκρασία δωματίου.
* Οι αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου του μεθανίου έχουν ως αποτέλεσμα να είναι ένα αέριο σε θερμοκρασία δωματίου.
