¿Qué molécula es más pequeña: N2 u O2 y por qué?

Los informes bibliográficos de diámetros cinéticos para las moléculas de O2 y N2, derivadas de varios tipos diferentes de mediciones experimentales, dan valores ligeramente diferentes, pero todos muestran que el O2 tiene un diámetro ligeramente menor que el N2. Los siguientes ejemplos expresados ​​en unidades Angstrom demuestran esto (una unidad Angstrom es de 10 a los 10 medidores de potencia, es decir, una diezmillonésima parte de un medidor):

de los datos de viscosidad del gas, O2 2.96 y N2 3.16 (diferencia 0.20);

de los datos de interacción de van der Waal, O2 2.90 y N2 3.14 (diferencia 0.24);

de datos de refracción molecular, O2 2.34 y N2 2.40 (diferencia 0.06).

Otros experimentos, menos aplicables a situaciones de transporte, como el embalaje más cercano, cuando las dos moléculas existen en un estado sólido congelado a temperaturas muy bajas, aún muestran que el O2 tiene un tamaño menor que el N2 (O2 3.75 y N2 4.00, diferencia 0.25) .

En una molécula de N2, un átomo de N está unido a otro átomo de N a través de 3 enlaces covalentes, mientras que en la molécula de O2, un átomo de O está unido a otro átomo de O a través de 2 enlaces covalentes solamente.

Ahora, el orden de los enlaces (número de enlaces) es inversamente proporcional a la longitud del enlace. Por lo tanto, las longitudes de enlace de cada enlace en una molécula de N2 serán más cortas que las de la molécula 02, haciendo que la molécula anterior sea más pequeña que la de la última molécula.

Considere también las otras respuestas, con respecto a la nube de electrones.

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O2 es efectivamente más pequeño en tamaño que N2.

La razón por la que el O2, a pesar de un MW 32 mayor, tiene un diámetro menor que el N2 MW 28, radica en la estructura electrónica de las moléculas. Como lo indica la teoría mecánica cuántica de las moléculas, los electrones de una molécula forman una “nube” difusa que rodea los núcleos de los átomos en la molécula. La nube de electrones alrededor de los núcleos de oxígeno en la molécula de O2 es más pequeña, de tamaño más compacto, debido a las atractivas interacciones electrostáticas entre los electrones en la nube y la mayor carga positiva de los núcleos de los átomos de O en la molécula de O2. Cada átomo de oxígeno tiene 8 protones en su núcleo, mientras que cada átomo de nitrógeno tiene solo 7 protones en su núcleo. Por lo tanto, el tamaño total de la nube de electrones de la molécula de O2 es menor que para N2, en parte porque su nube de electrones se acerca más al núcleo de O por la mayor carga positiva en los núcleos de O.

Respuesta corta. El nitrógeno diatómico es más pequeño que el oxígeno diatómico. La razón principal es que el nitrógeno es en general más pequeño como un átomo porque el nitrógeno tiene menos electrones en su capa de valencia. El resultado de esto es que los electrones se mantienen más cerca del núcleo.

Respuesta larga. El nitrógeno tiene 5 electrones en su capa de valencia. El oxígeno tiene 6 electrones en su capa de valencia. La capa de valencia quiere tener 8 electrones para llenar todo el espacio disponible y poner el átomo en el estado de energía más bajo posible. Esto hace que el átomo sea más estable. Ahora, cuando las moléculas forman enlaces, forman enlaces covalentes, que son enlaces entre átomos causados ​​por electrones compartidos. Cada átomo de oxígeno comparte 2 electrones. Esto permite que cada átomo llene de manera efectiva su capa de valencia con 8 electrones, 4 que guarda para sí mismo y 4 que se comparten. Ahora ocurre algo similar con el nitrógeno, sin embargo, el nitrógeno solo tiene 5 electrones de valencia, por lo que cada átomo da 3 electrones para compartir 6 electrones totales. El nitrógeno entonces es feliz porque mantiene 2 electrones y obtiene 6 electrones compartidos, dejándolo nuevamente 8.

Ahora, dado que el nitrógeno tiene 6 electrones compartidos que flotan entre los dos átomos de nitrógeno, los átomos se ven obligados a permanecer juntos. Ahora el oxígeno, por otro lado, solo tiene 4 electrones compartidos, lo que significa que el enlace entre los átomos no es tan fuerte, lo que les permite más espacio. Por eso, O2 es más grande que N2.

N [matemática] 2 [/ matemática] es menor que O [matemática] 2. [/ matemáticas] El peso molecular del nitrógeno es menor que el peso molecular del oxígeno. Existe una tecnología llamada Absorción de oscilación de presión (PSA) que utiliza este principio para separar el nitrógeno del oxígeno en el aire y produce salidas separadas de nitrógeno casi puro y oxígeno casi puro. Entre otras aplicaciones de esta tecnología PSA se encuentra el concentrador de oxígeno. Puede ser muy grande, pesar toneladas y verse en los hospitales para proporcionar oxígeno a los pacientes que requieren oxígeno suplementario y muy pequeño, menos de dos kg para permitir que estos pacientes lleven consigo un suministro interminable de oxígeno después del alta hospitalaria.

Los átomos de nitrógeno son más pequeños que el oxígeno, ya que tienen un protón menos y un electrón menos que el oxígeno.
Entonces, el gas nitrógeno o dinitrógeno, que son simplemente dos átomos de nitrógeno, es más pequeño que el gas oxígeno u óxido, que son simplemente dos átomos de oxígeno, ya que los átomos que forman el gas nitrógeno son más pequeños que los átomos que forman el gas oxígeno.