Πώς συμπεριφέρονται η θερμική ενέργεια και οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ τους;
Η επίδραση της θερμικής ενέργειας στις διαμοριακές δυνάμεις:
* Αυξημένη θερμική ενέργεια, εξασθενημένες δυνάμεις: Καθώς η θερμική ενέργεια (θερμότητα) αυξάνεται, τα μόρια δονείται και κινούνται ταχύτερα. Αυτή η αυξημένη κίνηση διαταράσσει τις ελκυστικές δυνάμεις που τις κρατούν μαζί. Όσο πιο αδύναμη είναι οι διαμοριακές δυνάμεις, τόσο πιο εύκολο είναι για τα μόρια να τα ξεπεράσουν και να κινούνται ελεύθερα.
* Αλλαγές φάσης: Αυτή είναι η βάση των αλλαγών φάσης:
* στερεό έως υγρό (τήξη): Αρκετή θερμική ενέργεια ξεπερνά τις ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις σε ένα στερεό, επιτρέποντας στα μόρια να κινούνται πιο ελεύθερα και να αναλάβουν μια υγρή κατάσταση.
* υγρό σε αέριο (βρασμός/εξάτμιση): Ακόμη περισσότερη θερμική ενέργεια ξεπερνά τις υπόλοιπες δυνάμεις σε ένα υγρό, επιτρέποντας στα μόρια να ξεφύγουν στην αέρια φάση.
Επίδραση των διαμοριακών δυνάμεων στη θερμική ενέργεια:
* Ισχυρότερες δυνάμεις, υψηλότερο σημείο βρασμού: Οι ουσίες με ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις απαιτούν περισσότερη θερμική ενέργεια για να τις ξεπεράσουν. Αυτό μεταφράζεται σε υψηλότερα σημεία βρασμού. Για παράδειγμα, το νερό έχει ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου, δίνοντάς του ένα σχετικά υψηλό σημείο βρασμού σε σύγκριση με ένα παρόμοιο μόριο όπως το μεθάνιο, το οποίο έχει μόνο αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.
* Χωρητικότητα θερμότητας: Οι ουσίες με ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις τείνουν επίσης να έχουν υψηλότερες δυνατότητες θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι απορροφούν περισσότερη θερμική ενέργεια για μια δεδομένη αλλαγή θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι απαιτείται περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστούν τα ισχυρότερα αξιοθέατα μεταξύ των μορίων.
Βασικές έννοιες:
* Κινητική μοριακή θεωρία: Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι η μέση κινητική ενέργεια των μορίων είναι άμεσα ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία.
* Τύποι διαμοριακών δυνάμεων:
* δεσμός υδρογόνου: Ο ισχυρότερος τύπος, περιλαμβάνει ένα άτομο υδρογόνου συνδεδεμένο με ένα πολύ ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθοριοειδές).
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων, όπου προσελκύουν μερική θετικά και αρνητικά φορτία.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Αδύναμος τύπος, εμφανίζονται μεταξύ όλων των μορίων λόγω προσωρινών διακυμάνσεων στην κατανομή ηλεκτρονίων.
Συνοπτικά: Η θερμική ενέργεια επηρεάζει άμεσα τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων, επηρεάζοντας τις φυσικές ιδιότητες όπως το σημείο βρασμού και τη θερμική ικανότητα. Αντίθετα, η δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων υπαγορεύει πόση θερμική ενέργεια απαιτείται για να ξεπεραστούν και να προκαλέσουν αλλαγές φάσης.
