Dans le cas de l’azote et du phosphore, la différence entre leurs états physiques à température ambiante peut être attribuée aux différentes intensités de leurs forces intermoléculaires.
Azote:
L'azote existe sous forme de gaz à température ambiante en raison de ses faibles forces intermoléculaires. Les molécules d’azote sont composées de deux atomes d’azote liés entre eux de manière covalente. Ces molécules sont apolaires, ce qui signifie qu’elles ne présentent pas de déséquilibre de charge électrique significatif. En conséquence, les forces intermoléculaires entre les molécules d’azote sont de faibles forces de Van der Waals, qui incluent les forces de dispersion de Londres. Ces forces sont relativement faibles et facilement surmontées à température ambiante, permettant aux molécules d’azote de se déplacer librement les unes par rapport aux autres et de rester à l’état gazeux.
Phosphore:
Le phosphore, quant à lui, existe sous forme solide à température ambiante en raison de ses forces intermoléculaires plus fortes. Les atomes de phosphore peuvent former des liaisons covalentes entre eux pour créer divers allotropes, notamment le phosphore blanc et le phosphore rouge. Ces allotropes ont des structures et des propriétés différentes, mais ils présentent tous des forces intermoléculaires plus fortes que celles de l'azote.
Dans le cas du phosphore blanc, les molécules sont constituées de quatre atomes de phosphore disposés en forme tétraédrique. La structure tétraédrique crée une polarité dans la molécule, entraînant des interactions dipôle-dipôle. Les forces dipôle-dipôle sont plus fortes que les forces de Van der Waals et nécessitent plus d'énergie pour être vaincues. De plus, le phosphore blanc présente également un certain degré de liaison hydrogène, ce qui renforce encore les forces intermoléculaires au sein du solide.
Le phosphore rouge, un autre allotrope du phosphore, a une structure polymère avec des anneaux plissés d'atomes de phosphore. Les liaisons covalentes au sein de ces anneaux créent une structure rigide et stable, conduisant à des forces intermoléculaires encore plus fortes. L’intensité accrue de ces forces nécessite une température plus élevée pour les surmonter, c’est pourquoi le phosphore rouge reste solide à température ambiante.
En résumé, la différence de forces intermoléculaires entre l’azote et le phosphore se traduit par leurs différents états physiques à température ambiante. Les faibles forces de Van der Waals de l'azote lui permettent de rester à l'état gazeux, tandis que les interactions dipôle-dipôle plus fortes du phosphore et les liaisons hydrogène du phosphore blanc et la structure polymère du phosphore rouge lui permettent d'exister sous forme solide.
