Proč je teplota tání jodovodíku větší než teplota tání fluorovodíku?

Porovnejte teploty tání fluorovodíku (HF) a jodovodíku (HI).

Vím následující věci:

  1. $ \ ce {HF} $ se taví na 189,6 $ ~ \ mathrm {K } $ a $ \ ce {HI} $ na 222,35 $ ~ \ mathrm {K} $.

  2. Při porovnávání bodu tání je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů, tj. entalpie mřížky, balicí frakce, mezimolekulární síly.

  3. Sloučeniny, které vykazují vodíkové vazby, to obecně ukazují v pevné a kapalné fázi, protože v plynné fázi mají molekuly dostatek energie rozbít elektrostatické interakce vodíkových vazeb.
    HF tedy ukazuje vodíkové vazby v pevném stavu . Ve skutečnosti dokonce ukazuje vodíkovou vazbu v plynném stavu, i když zde není relevantní.

  4. Jak se zvyšuje molekulová hmotnost, zvyšuje se také van der Waalsova interakce mezi molekulami. Pokud vezmeme v úvahu pouze tento faktor, pak musí být teplota tání HI určitě vyšší.

  5. Síla vodíkové vazby HF je natolik, že bod varu $ \ ce { HF} > \ ce {HI} $, i když bod varu $ \ ce {SbH3} > \ ce {NH3} $, tj. vodíková vazba dominuje van der Waalsovým interakcím v molekulách HI kvůli jejich vysoké molekulové hmotnosti.

  6. Je to kombinovaný účinek všech faktorů, které určují teplotu tání látka.

  7. Mřížová energie nepřímo souvisí s mezijadernou vzdáleností, je také nepřímo úměrná velikosti iontů. Takže očekávám, že HF bude mít více mřížkové energie.

Každý faktor, který mě napadá, je ve prospěch HF, kromě molekulové hmotnosti. Pokud je ale molekulová hmotnost jodu důvodem, že teplota tání HI je vyšší než teplota varu muselo být také vyšší. Proč je tedy teplota tání HI vyšší než teplota tání HF?

Proč je to rozpor?

Dejte mi vědět, pokud se mýlím ve výše zmíněných faktech nebo pokud mám nějaké mezery v chápání výše uvedených bodů.

Odpověď

Zvýšení disperzní přitažlivosti mezi molekulami HI je větší než ztráta dipólových interakcí. Pouze v $ \ ce {H2O} $ dominují dipólové síly (Intermolecular and Surface Forces, Jacob N. Israelachvili). Příspěvek disperze k intermolekulární vazbě pro různé molekuly:

  • $ \ ce {CH4-CH4} $ – 100%
  • $ \ ce {HI-HI} $ – 99 %
  • $ \ ce {HBr-HBr} $ – 96%
  • $ \ ce {HCl-HI} $ – 96%
  • $ \ ce { H2O-CH4} $ – 87%
  • $ \ ce {HCl-HCl} $ – 86%
  • $ \ ce {CH3Cl-CH3Cl} $ – 68%
  • $ \ ce {NH3-NH3} $ – 57%
  • $ \ ce {H2O-H2O} $ – 24%

Čím přispívá disperze tak velká je, že je nesměrová a vždy atraktivní. Atomy považujte za lepkavé koule.

Odpověď

Líbí se řekl jste, že mnoho faktorů přispívá k bodům tání. Je zajímavým trendem, že body tání se zvyšují směrem dolů, zatímco body varu rostou. Zajímalo by mě, jak byla data měřena.

Jedna věc, kterou jste udělali nebereme v úvahu polarizovatelnost větších halogenidů, což výrazně ovlivní mezimolekulární a mezimolekulární síly. Pokud si pomyslím na lepší odpověď, zveřejním příspěvek.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *