Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Inzicht in de krachten die vloeibare stikstof bij elkaar houden

Stikstof in vloeibare vorm wordt bij elkaar gehouden door van der Waals-krachten , met name Londense verspreidingskrachten .

Hier is een overzicht:

* Stikstof is een niet-polair molecuul: Stikstofgas (N2) bestaat uit twee stikstofatomen die drievoudig aan elkaar gebonden zijn. Deze sterke binding creëert een symmetrisch molecuul zonder permanent dipoolmoment.

* Van der Waals krachten: Dit zijn zwakke, tijdelijke aantrekkingskrachten die voortkomen uit de constante beweging van elektronen in moleculen.

* Verspreidingskrachten in Londen: Dit zijn de zwakste soorten van der Waals-krachten, die optreden tussen alle moleculen, zelfs niet-polaire. Ze ontstaan ​​uit tijdelijke, onmiddellijke dipolen die in de elektronenwolken van moleculen worden geïnduceerd als gevolg van de willekeurige beweging van elektronen.

Hoe het werkt:

1. Tijdelijke dipolen: Terwijl elektronen rond het stikstofmolecuul bewegen, kunnen ze vluchtige momenten creëren waarin het ene uiteinde van het molecuul iets negatiever wordt en het andere uiteinde iets positiever.

2. Attractie: Deze tijdelijke dipolen induceren tijdelijke dipolen in aangrenzende stikstofmoleculen. De tegengestelde ladingen van deze tijdelijke dipolen trekken elkaar vervolgens aan en houden de moleculen bij elkaar.

Belangrijke punten:

* Zwakke krachten: Hoewel deze krachten afzonderlijk zwak zijn, is het cumulatieve effect van veel Londense dispersiekrachten voldoende om vloeibare stikstof bij lage temperaturen bij elkaar te houden.

* Laag kookpunt: De zwakte van deze krachten verklaart waarom stikstof een zeer laag kookpunt heeft (-195,8 °C) - de thermische energie bij hogere temperaturen overwint de krachten die de vloeistof bij elkaar houden.

Samengevat: Vloeibare stikstof wordt bij elkaar gehouden door tijdelijke, zwakke aantrekkingskrachten die bekend staan als London-dispersiekrachten, die voortkomen uit de tijdelijke dipolen die worden geïnduceerd in de elektronenwolken van stikstofmoleculen als gevolg van willekeurige elektronenbeweging.