L’acqua è un liquido in STP perché:
- Forte legame a idrogeno:le molecole d'acqua mostrano un forte legame a idrogeno, dove un atomo di idrogeno legato covalentemente a un atomo elettronegativo (ossigeno in questo caso) sperimenta un'attrazione elettrostatica verso un atomo elettronegativo vicino in un'altra molecola d'acqua. Questi legami idrogeno creano una vasta rete che tiene insieme le molecole d’acqua, richiedendo più energia per separarle e passare allo stato gassoso.
- Polarità:l'acqua è una molecola polare, il che significa che presenta un leggero squilibrio nella distribuzione degli elettroni, risultante in una carica parziale positiva sugli atomi di idrogeno e una carica parziale negativa sull'atomo di ossigeno. Questa polarità consente alle molecole d'acqua di formare legami idrogeno tra loro e con altre molecole polari. Le forti forze intermolecolari risultanti dal legame idrogeno contribuiscono allo stato liquido dell'acqua nell'STP.
- Punto di ebollizione elevato:i forti legami idrogeno tra le molecole d'acqua determinano un punto di ebollizione elevato (100°C a STP). Ciò significa che l’acqua richiede una quantità significativa di energia per superare queste forze intermolecolari e passare allo stato gassoso.
D'altra parte, l'anidride carbonica è un gas in STP a causa di:
- Forze intermolecolari deboli:le molecole di anidride carbonica sono non polari, nel senso che mancano di cariche parziali o polarità significative. Le forze intermolecolari tra le molecole di anidride carbonica sono relativamente deboli e consistono principalmente nelle forze di dispersione di London. Queste forze sono più deboli rispetto ai legami idrogeno nell’acqua, rendendo più facile per le molecole di anidride carbonica separarsi e muoversi liberamente nell’STP.
- Basso punto di ebollizione:le deboli forze intermolecolari nell'anidride carbonica determinano un basso punto di ebollizione (-78,5°C a STP). Ciò significa che l’anidride carbonica richiede meno energia per superare queste forze e passare allo stato gassoso.
In sintesi, il forte legame idrogeno, la polarità e l'alto punto di ebollizione dell'acqua contribuiscono al suo stato liquido nell'STP, mentre la non polarità dell'anidride carbonica, le deboli forze intermolecolari e il basso punto di ebollizione determinano il suo stato gassoso nelle stesse condizioni.
