Πώς σχηματίζονται οι δυνάμεις μεταξύ των ουδέτερων ατόμων;

Οι δυνάμεις μεταξύ ουδέτερων ατόμων μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο κύριους τύπους:

1. Δυνάμεις Van der Waals:

* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων, όπου το ένα άκρο του μορίου έχει ελαφρώς θετικό φορτίο και το άλλο άκρο έχει ελαφρώς αρνητικό φορτίο. Τα αντίθετα φορτισμένα άκρα των γειτονικών μορίων προσελκύουν ο ένας τον άλλον.

* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Εμφανίζονται μεταξύ όλων των μορίων, συμπεριλαμβανομένων των μη πολικών. Αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από προσωρινές διακυμάνσεις της κατανομής ηλεκτρονίων μέσα στο μόριο, δημιουργώντας στιγμιαίες διπόλες. Αυτά τα προσωρινά δίπολα προκαλούν δίπολα σε γειτονικά μόρια, οδηγώντας σε αδύναμα αξιοθέατα.

* δεσμός υδρογόνου: Ένας ειδικός τύπος αλληλεπίδρασης διπολικής-δίπολης που συμβαίνει όταν ένα άτομο υδρογόνου συνδέεται με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθόριο. Το άτομο υδρογόνου αναπτύσσει ένα μερικό θετικό φορτίο και αλληλεπιδρά έντονα με το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων σε ένα γειτονικό ηλεκτροαρνητικό άτομο.

2. Αποκλειστικές δυνάμεις:

* Απομάκρυνο ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων: Όταν δύο ουδέτερα άτομα γίνονται πολύ κοντά, τα ηλεκτρόνια στα σύννεφα ηλεκτρονίων τους απωθούν ο ένας τον άλλον. Αυτή η απωθητική δύναμη εμποδίζει την κατάρρευση των ατόμων μεταξύ τους.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη δύναμη των διατομικών δυνάμεων:

* απόσταση: Οι δυνάμεις μειώνονται γρήγορα με την αύξηση της απόστασης μεταξύ των ατόμων.

* πολικότητα: Τα πολικά μόρια έχουν ισχυρότερες ελκυστικές δυνάμεις από τα μη πολικά μόρια.

* Μέγεθος και σχήμα: Τα μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα μόρια έχουν γενικά ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.

Παραδείγματα ενδοατομικών δυνάμεων:

* νερό: Η δέσμευση υδρογόνου είναι η κύρια δύναμη που είναι υπεύθυνη για το υψηλό σημείο βρασμού και την επιφανειακή τάση του νερού.

* ήλιο: Οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου είναι οι μόνες ενδοατομικές δυνάμεις που υπάρχουν στο ήλιο, γεγονός που εξηγεί το χαμηλό σημείο βρασμού του.

* μέταλλα: Η μεταλλική συγκόλληση περιλαμβάνει την ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ πολλών ατόμων, δημιουργώντας μια ισχυρή έλξη που συγκρατεί το μέταλλο μαζί.

Περίληψη:

Τα ουδέτερα άτομα αλληλεπιδρούν μέσω διαφόρων δυνάμεων που βασίζονται κυρίως σε ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σύννεφων ηλεκτρονίων των ατόμων. Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να είναι ελκυστικές ή απωθητικές ανάλογα με την απόσταση μεταξύ των ατόμων και της φύσης της κατανομής ηλεκτρονίων τους. Η δύναμη αυτών των δυνάμεων καθορίζει τις φυσικές ιδιότητες των υλικών, όπως το σημείο τήξης, το σημείο βρασμού και τη διαλυτότητα.