När det gäller kväve och fosfor kan skillnaden i deras fysiska tillstånd vid rumstemperatur tillskrivas de olika styrkorna hos deras intermolekylära krafter.
Kväve:
Kväve existerar som en gas vid rumstemperatur på grund av dess svaga intermolekylära krafter. Kvävemolekyler är sammansatta av två kväveatomer kovalent sammanbundna. Dessa molekyler är opolära, vilket innebär att de inte har en betydande obalans i elektrisk laddning. Som ett resultat är de intermolekylära krafterna mellan kvävemolekyler svaga van der Waals-krafter, som inkluderar London-spridningskrafter. Dessa krafter är relativt svaga och lätt att övervinna vid rumstemperatur, vilket gör att kvävemolekyler kan röra sig fritt förbi varandra och förbli i ett gasformigt tillstånd.
Fosfor:
Fosfor, å andra sidan, existerar som ett fast ämne vid rumstemperatur på grund av dess starkare intermolekylära krafter. Fosforatomer kan bilda kovalenta bindningar med varandra för att skapa olika allotroper, inklusive vit fosfor och röd fosfor. Dessa allotroper har olika strukturer och egenskaper, men de uppvisar alla starkare intermolekylära krafter jämfört med kväve.
När det gäller vit fosfor består molekylerna av fyra fosforatomer arrangerade i en tetraedrisk form. Den tetraedriska strukturen skapar polaritet i molekylen, vilket resulterar i dipol-dipol-interaktioner. Dipol-dipolkrafter är starkare än van der Waals krafter, och kräver mer energi för att övervinna. Dessutom uppvisar vit fosfor också en viss grad av vätebindning, vilket ytterligare stärker de intermolekylära krafterna i det fasta ämnet.
Röd fosfor, en annan allotrop av fosfor, har en polymerstruktur med rynkiga ringar av fosforatomer. De kovalenta bindningarna i dessa ringar skapar en stel och stabil struktur, vilket leder till ännu starkare intermolekylära krafter. Den ökade styrkan hos dessa krafter kräver en högre temperatur för att övervinna dem, vilket är anledningen till att röd fosfor förblir fast vid rumstemperatur.
Sammanfattningsvis resulterar skillnaden i intermolekylära krafter mellan kväve och fosfor i deras olika fysiska tillstånd vid rumstemperatur. Kvävets svaga van der Waals-krafter tillåter det att förbli i ett gasformigt tillstånd, medan fosfors starkare dipol-dipol-interaktioner och vätebindning i vit fosfor och den polymera strukturen i röd fosfor gör att den existerar som ett fast ämne.
