Intermoleculaire krachten zijn krachten tussen moleculen. Vergeleken met de krachten die een molecuul bij elkaar houden, zijn ze meestal relatief zwak, hoewel ze uiteindelijk de krachten zijn die moleculen in vloeistoffen en vaste stoffen bij elkaar houden. De sterkte van de intermoleculaire materialen in een stof bepalen fysische eigenschappen zoals het kookpunt en het smeltpunt. Het is de zwakte van de intermoleculaire krachten in propaan die helpen verklaren waarom het een gas is bij kamertemperatuur en atmosferische druk.

Aard van Propaan

Propaan heeft de molecuulformule C3H8: drie koolstofatomen en 8 waterstofatomen. De drie koolstofatomen vormen een enkele keten met drie waterstofatomen aan de koolstof aan elk uiteinde en twee waterstofatomen op de middelste koolstof. De atomen aan beide uiteinden van een enkele binding kunnen roteren, dus de atomen aan beide uiteinden van beide verbindingen roteren bij kamertemperatuur. In de gasfase vliegen de moleculen ongeorganiseerd rond.

Elektronenverdeling

We denken graag aan elektronen als deeltjes, maar in werkelijkheid gedragen ze zich als golven en in andere opzichten manieren zoals deeltjes. Daardoor kunnen we nooit tegelijkertijd het momentum van een elektron en zijn positie kennen. De elektronen zijn verdeeld rond een kern zoals een constant veranderende wolk. Hoewel de elektronen gemiddeld gelijk verdeeld zijn, kan er op elk moment een onbalans zijn, met een overschot aan negatieve lading in een regio en een vermindering van de negatieve lading in een andere regio. Het molecuul zal in zeer korte tijd een dipool worden, met een netto negatieve lading in een gebied en een netto positieve lading in een ander.

Londense verspreidingskrachten

Tegengestelde ladingen trekken aan; zoals ladingen afstoten. Als twee moleculen elkaar naderen, zal een instantane dipool in één molecuul tegengestelde ladingen aantrekken in de andere molecule en een zwakke dipool in zijn buur creëren. De twee zwakke dipolen trekken elkaar nu aan. Hoewel de momentane dipool van de eerste zal blijven veranderen, zal de geïnduceerde dipool in het tweede molecuul volgen, dus de zwakke aantrekking tussen de twee moleculen zal blijven bestaan. Dit type intermoleculaire interactie wordt een Londense dispersiekracht genoemd. Over het algemeen zijn grotere moleculen gemakkelijker te polariseren, dus ervaren ze sterkere Londense krachten dan kleinere moleculen.

Londense krachten in propaan

Londense krachten zijn de enige intermoleculaire kracht die propaanmoleculen ervaren. Propaanmoleculen zijn relatief klein, zodat de Londense krachten daartussen zwak zijn - te zwak om ze samen te houden in vaste of vloeibare fase bij kamertemperatuur. Om propaan in een vloeistof te maken, moet je het afkoelen, waardoor de moleculen langzamer bewegen; bij zeer lage temperaturen kunnen zelfs de zwakke interacties in Londen de propaanmoleculen bij elkaar houden. Compressie van propaan zal het daarom in een vloeistof veranderen.