Les forces intermoléculaires sont des forces entre les molécules. Par rapport aux forces qui maintiennent une molécule ensemble, elles sont généralement relativement faibles, bien qu'elles soient finalement les forces qui maintiennent les molécules dans les liquides et les solides ensemble. La force des matériaux intermoléculaires dans une substance détermine les propriétés physiques comme le point d'ébullition et le point de fusion. C'est la faiblesse des forces intermoléculaires du propane qui explique pourquoi il s'agit d'un gaz à température ambiante et pression atmosphérique.
Nature du propane
Le propane a la formule moléculaire C3H8: trois atomes de carbone et 8 atomes d'hydrogène. Les trois atomes de carbone forment une seule chaîne avec trois atomes d'hydrogène sur le carbone à chaque extrémité et deux atomes d'hydrogène sur le carbone intermédiaire. Les atomes à chaque extrémité d'une simple liaison peuvent tourner, de sorte que les atomes à chaque extrémité des deux liaisons tournent à la température ambiante. Dans la phase gazeuse, les molécules volent de manière désorganisée.
Distribution Electronique
Nous aimons penser aux électrons en tant que particules, mais en réalité ils se comportent d'une certaine façon comme des ondes et dans d'autres des façons comme des particules. Par conséquent, nous ne pouvons jamais connaître à la fois l'élan d'un électron et sa position en même temps. Les électrons sont répartis autour d'un noyau comme un nuage qui bouge constamment. Bien qu'en moyenne les électrons soient répartis uniformément, il peut y avoir un déséquilibre à un instant donné, avec un excès de charge négative dans une région et une réduction de charge négative dans un autre. La molécule deviendra très brièvement un dipôle, avec une charge négative nette dans une zone et une charge positive nette dans une autre.
Forces de dispersion de Londres
Les charges opposées s'attirent; les charges semblables se repoussent. Lorsque deux molécules se rapprochent l'une de l'autre, un dipôle instantané dans une molécule attirera des charges opposées dans l'autre molécule et créera un faible dipôle dans son voisin. Les deux dipôles faibles s'attirent maintenant l'un l'autre. Bien que le dipôle instantané du premier continuera à changer, le dipôle induit dans la deuxième molécule suivra, de sorte que la faible attraction entre les deux molécules persistera. Ce type d'interaction intermoléculaire est appelé force de dispersion de Londres. En général, les molécules plus grosses sont plus faciles à polariser, donc elles subissent des forces de Londres plus fortes que les molécules plus petites. Les forces de Londres sont la seule force intermoléculaire dont les molécules de propane font l'expérience. Les molécules de propane sont relativement petites, de sorte que les forces de Londres entre elles sont faibles - trop faibles pour les maintenir ensemble en phase solide ou liquide à température ambiante. Pour faire du propane dans un liquide, il faut le refroidir, ce qui fait que les molécules se déplacent plus lentement; à des températures très froides, même les faibles interactions londoniennes peuvent retenir les molécules de propane ensemble. Comprimer le propane va donc le transformer en liquide.
