이상기체. Ne, N2, CH4

이상기체. Ne, N2, CH4

 

 

같은 온도, 압력 조건에서 Ne, N2, CH4 중 이상 기체에 가장 가까운 거동을 하는 기체가 무엇이고 그 이유가 무엇인지 간단하게 설명하시오.

 

Under the same conditions of temperature and pressure, which of the following gases would behave most ideally: Ne, N2, or CH4? Explain.

 

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▶ 이상 기체의 성질(특징)

① 기체 분자간 상호작용은 없다. (No interaction)

② 기체 분자의 질량은 있지만, 부피는 없다(무시한다). (Point mass)

→ 가상적인 기체

 

 

이상기체도 질량은 있다고 가정하므로,

기체 분자간 상호작용(기체 분자간 힘)이 없는 것과 비슷한,

즉, 기체 분자간 힘이 약할수록 이상기체에 가까울 것이다.

 

따라서 분자간 힘의 척도인 각 기체의 끓는점을 조사하면,

이 문제의 답을 알 수 있다.

왜냐하면, 분자간 힘이 약할수록 끓는점이 낮기 때문이다.

 

The normal boiling point of Ne: -246.046 °C

The normal boiling point of N2: -195.795 °C

The normal boiling point of CH4: -161.49 °C

 

네온(Ne)이 이상기체에 가장 가까운 거동을 하는 기체일 것이다.

Neon would exhibit the most ideal behavior, followed by nitrogen and then by methane.

 

 

답: Ne

 

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다원자 분자인 N2와 CH4에 속에 있는 전자들은 Ne의 전자들보다 훨씬 더 자유롭게 이동할 수 있다.

→ N2와 CH4는 Ne보다 분극(편극)이 더 잘된다.

→ N2와 CH4는 Ne보다 분산력(London dispersion force)이 더 크다.

→ N2와 CH4는 Ne보다 끓는점이 더 높다.

 

Because nitrogen and methane are polyatomic, the electrons of those molecules have more freedom to move. That means that N2 and CH4 are more polarizable than Ne is. They are subject to greater London dispersion forces and therefore have higher boiling points.