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分子間力は、原子または分子間の引力です。これらのアトラクションの強さは、特定の温度での物質の物理的特性を決定します。分子間力が強いほど、粒子はより緊密に保持されるため、分子間力が強い物質は融解温度と沸点が高くなる傾向があります。ネオンは室温で気体であり、摂氏-246度という非常に低い沸点を持ち、わずか27ケルビンです。
分子間力の種類
異なる化学物質のエンティティ間に存在する分子間力には、主に3つのタイプがあります。最も強いタイプの分子間力は水素結合です。水素結合を示す化学物質は、水素結合に関与しない類似の化学物質よりもはるかに高い融点と沸点を持つ傾向があります。双極子間引力は水素結合よりも弱いが、3番目のタイプの分子間力である分散力よりも強い。
水素結合
水素結合は、酸素、窒素、フッ素などの電気陰性原子に共有結合した水素原子が、隣接する分子上の別の電気陰性原子と相互作用するときに発生します。水素結合の強度は高く、通常の共有結合の強度の約10％です。ただし、ネオンは元素であり、水素原子を含まないため、ネオンでは水素結合が起こりません。
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双極子間引力は、永久双極子を示す分子内で発生します。永久双極子は、分子内の電子が不均一に分布し、分子の一部が永久部分負電荷を持ち、別の部分が永久部分正電荷を持つ場合に発生します。粒子が永久双極子を持つ物質は、分子間力を持たない物質よりわずかに高いです。ネオン粒子は単一の原子であるため、永久双極子はありません。そのため、このタイプの分子間力はネオンには存在しません。
分散力
ネオンを含むすべての物質は分散力を示します。それらは一時的なものであるため、分子間力の中で最も弱いタイプですが、それでも全体的な効果は粒子間に大きな引力を形成するのに十分です。原子内の電子のランダムな動きにより、分散力が発生します。一時的な双極子と呼ばれる、原子の片側には他の側よりも多くの電子が存在する可能性があります。原子に一時的な双極子が発生すると、隣接する原子に影響を与える可能性があります。たとえば、原子の負側が2番目の原子に近づくと、電子をはじき、近くの原子に別の一時的な双極子を誘導します。その場合、2つの原子は一時的な静電引力を受けます。
分散力の強さ
分散力の強さは、粒子内の電子の数に依存します。これは、電子がさらにある場合、一時的な双極子がはるかに大きくなる可能性があるためです。ネオンは、電子が10個しかない比較的小さい原子であるため、その分散力はわずかです。それでも、ネオンの分散力は、2つの電子しかないヘリウムよりも23度高い沸騰温度を促進するのに十分です。したがって、原子が分離して気体になるのに十分なほど分散力に打ち勝つには、より多くのエネルギーが必要です。