窒素とリンの場合、室温での物理状態の違いは、分子間力の異なる強度に起因する可能性があります。
窒素：
窒素は、分子間力が弱いため、室温でガスとして存在します。窒素分子は、共有結合した2つの窒素原子で構成されています。これらの分子は非極性です。つまり、有意な電荷の不均衡はありません。その結果、窒素分子間の分子間力は、ロンドン分散力を含む弱いファンデルワールス力です。これらの力は比較的弱く、室温で簡単に克服され、窒素分子が互いに自由に移動し、気体状態にとどまることができます。
リン：
一方、リンは分子間力が強いため、室温で固体として存在します。リン原子は、互いに共有結合を形成して、白リンや赤リンを含むさまざまな同種を作成できます。これらの同盟は異なる構造と特性を持っていますが、それらはすべて窒素と比較してより強い分子間力を示します。
白リンの場合、分子は四面体形状に配置された4つのリン原子で構成されています。四面体構造は分子に極性を作り出し、双極子双極子の相互作用をもたらします。双極子ダイポールの力は、ファンデルワールスの力よりも強く、克服するためにより多くのエネルギーが必要です。さらに、白いリンはある程度の水素結合を示し、固体内の分子間力をさらに強化します。
リンの別の同種ロープである赤いリンは、リン原子の輪をパッカーした高分子構造を持っています。これらのリング内の共有結合は、硬くて安定した構造を作り出し、さらに強い分子間力をもたらします。これらの力の強度の増加は、それらを克服するためにより高い温度を必要とするため、赤いリンは室温で固体のままです。
要約すると、窒素とリンの間の分子間力の違いは、室温で異なる物理状態をもたらします。窒素の弱いファンデルワールス力により、それは気体状態にとどまることができますが、リンの白リンの双極子双極子の相互作用と水素結合が強く、赤リンの高分子構造が固体として存在します。
