Las fuerzas intermoleculares son fuerzas entre moléculas. En comparación con las fuerzas que mantienen unida a una molécula, por lo general son relativamente débiles, aunque en última instancia son las fuerzas que mantienen unidas las moléculas de los líquidos y los sólidos. La fuerza de los materiales intermoleculares en una sustancia determina las propiedades físicas como el punto de ebullición y el punto de fusión. Es la debilidad de las fuerzas intermoleculares en el propano lo que ayuda a explicar por qué es un gas a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Naturaleza del Propano
Propano tiene la fórmula molecular C3H8: tres átomos de carbono y 8 átomos de hidrógeno. Los tres átomos de carbono forman una sola cadena con tres hidrógenos en el carbono en cada extremo y dos hidrógenos en el carbono medio. Los átomos en cada extremo de un enlace simple pueden rotar, por lo que los átomos en cada extremo de ambos enlaces están girando a temperatura ambiente. En la fase gaseosa, las moléculas están volando de forma desorganizada.
Distribución de electrones
Nos gusta pensar en los electrones como partículas, pero en realidad se comportan de alguna manera como las olas y en otros formas como partículas. En consecuencia, nunca podemos conocer tanto el momento de un electrón como su posición al mismo tiempo. Los electrones se distribuyen alrededor de un núcleo como una nube en constante cambio. Aunque en promedio los electrones estarán distribuidos uniformemente, en un instante dado puede haber un desequilibrio, con un exceso de carga negativa en una región y una reducción de la carga negativa en otra. La molécula se convertirá muy brevemente en un dipolo, con una carga neta negativa en un área y una carga positiva neta en otro.
Fuerzas de dispersión de Londres
Las cargas opuestas se atraen; al igual que las cargas se repelen. A medida que dos moléculas se aproximan, un dipolo instantáneo en una molécula atraerá cargas opuestas en la otra molécula y creará un dipolo débil en su vecino. Los dos dipolos débiles ahora se atraen entre sí. Aunque el dipolo instantáneo del primero continuará cambiando, el dipolo inducido en la segunda molécula seguirá su curso, por lo que la atracción débil entre las dos moléculas persistirá. Este tipo de interacción intermolecular se llama una fuerza de dispersión de Londres. En general, las moléculas más grandes son más fáciles de polarizar, por lo que experimentan fuerzas de Londres más fuertes que las moléculas más pequeñas.
Fuerzas de Londres en Propano
Las fuerzas de Londres son la única fuerza intermolecular que experimentan las moléculas de propano. Las moléculas de propano son relativamente pequeñas, por lo que las fuerzas de Londres entre ellas son débiles, demasiado débiles para mantenerlas juntas en fase sólida o líquida a temperatura ambiente. Para hacer propano en un líquido, debes enfriarlo, lo que hace que las moléculas se muevan más lentamente; a temperaturas muy frías, incluso las débiles interacciones de Londres pueden mantener unidas las moléculas de propano. Comprimir el propano lo convertirá en líquido.
