Waarom willen stoffen in een gasvormige toestand van elkaar weg?

Voor een werkstuk moeten we dit weten. We weten wel dat het zo is, maar waarom weten we niet.

Weet jij het antwoord?

/2500

Ze willen zich zo gelijk mogelijk verspreiden over de ruimte. Uit elkaar en iedereen een plekje uitzoeken!

Opzich trekt alle materie elkaar aan, door middel van zwaartekracht. Die kracht is bij gassen kleiner dan de kracht die ze van elkaar verwijderd, dit is meestal kinetische energie in de vorm van warmte. De moleculen bewegen dus redelijk snel heen en weer. Daarbij botsen ze continue tegen elkaar op. Daardoor stoten ze elkaar af. Als het gas warmer wordt, botsen ze harder en expandeert het gas dus sneller. Gasmoleculen hebben zijn gasmoleculen, omdat de aantrekkende kracht tussen de moleculen dus lager is dan de kracht die meestal de temperatuur uitoevend. Helium bijvoorbeeld is nog steeds gas bij een temperatuur van een paar graden boven het absolutenulpunt en dat is heel koud. Dit komt echter omdat helium maar bestaat uit een paar nucleonen, die leveren ontzettend weinig aantrekkende kracht. Het komt dus omdat gassen een bepaalde kinetische energie hebben, omdat ze een bepaalde temperatuur hebben, waardoor ze tegen elkaar aanbotsen en elkaar daardoor afstoten.

Bronnen:
Natuurkunde/Scheikunde

De binding tussen de moleculen of de atomen waaruit het gas bestaat is vrij zwak. Doordat de meeste stoffen een bepaalde temperatuur hebben bewegen hun atomen en moleculen. (De temperatuur is een maat voor de het gemiddelde van de snelheid in willekeurige richtingen van de moleculen, dus je houdt geen rekening met de snelheid waarmee het geheel beweegt. Bij stoffen die niet in een gasfase zitten, zijn de bindingen zo sterk dat de temperatuurbeweging alleen bestaat uit korte trillingen en soms rotaties, omdat de bindingskrachten steeds de moleculen weer terug naar hun uitgangspositie brengen. Zijn de bindingskrachten niet groot genoeg, dan zullen de moleculen gewoon doorschieten tot ze weer een ander molecuul tegenkomen, daar stuiteren ze dan weer tegenaan. Zijn er geen wanden om het gas heen dan schieten ze dus gewoon door, anders botsen ze op de wand van de gasfles en blijven op die manier in het vat. Zodra je dus ergens een klep of iets dergelijks open zet komt er gas uit. Dat is niet omdat de moleculen graag naar buiten willen, maar omdat ze sowieso al alle kanten uitschieten. De afstanden, de snelheden en de tijden die in een gas gebruikelijk zijn, zijn voor onze maatstaven erg vreemd. Een molecuul in de lucht gaat met 500 m/s (1500 km/s), maar na 1/10 miljardste van een seconde komt het alweer een ander molecuul tegen op 60/miljardste meter daarvandaan, botst het en verandert het weer van richting. Het duurt dus eindeloos lang om van de ene kant naar de andere kant van de kamer te komen als er geen stroming is, terwijl er over een korte afstand nog wel wat transport is. Verdwijnt er echter een wand dan schiet het molecuul in principe met zo een 500 m/s gewoon door en is de andere kant van de kamer in 1/100 seconde bereikt.

Als moleculen vrij kunnen bewegen zoals in een gas dan zijn er drie mogelijkheden: 1. ze bewegen van elkaar af, 2. ze bewegen naar elkaar toe, 3. ze bewegen niet ten opzichte van elkaar. In het eerste geval wordt al voldaan aan de "wil" om weg van elkaar te gaan, in het tweede geval zullen ze op elkaar botsen en daardoor van elkaar weg gaan bewegen. Het derde geval (dat toch al weinig voorkomt) zal vroeg of laat door een botsing van een ander molecuul tot verwijdering leiden.

De negatieve buitenschillen stoten elkaar af dus zoeken ze de ruimte omdat andere krachten dit niet belemmeren. Die situatie ontstaat pas als de moleculen (of atomen als het edelgassen zijn) zo sterk bewegen dat zich geen structuur kan vormen zoals een covalent of electrovalente binding. Omdat edelgassen al helemaal niet geneigd zijn(ver)bindingen aan te gaan , zullen deze al bij zeer lage temperaturen gasvormig zijn en overheerst de afstotende kracht van hun elektronenschil(len) en vluchten ze zover ze uit elkaars buurt kunnen komen. Door die afstoting is de gemiddelde afstand in een "wind"stille situatie ook ongeveer gelijk en is de verdeling van het gas homogeen als ze niet met elkaar reageren of er een groot dichtheidsverschil is. Toegevoegd na 4 minuten: Dus gewoon omdat atomen aan de buitenkant negatief zijn stoten ze elkaar af. Zelfs als voorwerpen botsen , raken ze elkaar net niet, ze blijven ongeveer een atoom afstand van elkaar verwijderd, zo sterk is die kracht.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100