Hvorfor er smeltepunktet for hydrogeniodid større end hydrogenfluorid?

Sammenlign smeltepunkterne for hydrogenfluorid (HF) og hydrogeniodid (HI).

Jeg kender følgende ting:

  1. $ \ ce {HF} $ smelter ved $ 189,6 ~ \ mathrm {K } $ og $ \ ce {HI} $ ved $ 222,35 ~ \ mathrm {K} $.

  2. Der er mange faktorer, der skal overvejes, når man sammenligner smeltepunkt, gitterenthalpi, pakningsfraktion, intermolekylære kræfter.

  3. Generelt viser forbindelser, der viser hydrogenbinding, det i faste og flydende faser, fordi molekylerne i den gasformige fase har tilstrækkelig energi for at bryde de elektrostatiske vekselvirkninger af hydrogenbinding.
    HF viser hydrogenbinding i fast tilstand . Faktisk viser det endda hydrogenbinding i gasform, selvom det ikke er relevant her.

  4. Når molekylær masse stiger, øges også van der Waals-interaktioner mellem molekyler. Hvis vi kun betragter denne faktor, skal HIs smeltepunkt bestemt være højere.

  5. Styrken af hydrogenbinding af HF er så meget, at kogepunktet på $ \ ce { HF} > \ ce {HI} $ selvom kogepunktet på $ \ ce {SbH3} > \ ce {NH3} $, dvs. hydrogenbindingen dominerer van der Waals-interaktionerne i HI-molekyler på grund af deres høje molekylvægt.

  6. Det er den kombinerede effekt af alle de faktorer, der bestemmer smeltepunktet for en substans.

  7. Gitterenergi er omvendt relateret til den internukleare afstand, den er også omvendt proportional med ionernes størrelse. Så jeg forventer, at HF har mere gitterenergi.

Enhver faktor, som jeg kan tænke på, er til fordel for HF undtagen molekylær masse. Men hvis molekylvægt af iod er grunden til, at HIs smeltepunkt er højere end kogepunkt af HI må også have været højere. Hvorfor er smeltepunktet for HI højere end for HF?

Hvorfor er denne modsigelse?

Fortæl mig, hvis jeg tager fejl i ovennævnte fakta, eller hvis jeg har huller i min forståelse af ovenstående punkter.

Svar

Stigningen i dispersiv tiltrækning mellem HI-molekyler er større end tabet af dipolinteraktioner. Kun i $ \ ce {H2O} $ dominerer dipolkræfter (intermolekylær og overfladestyrke, Jacob N. Israelachvili). Bidrag til dispersion til intermolekylær binding for forskellige molekyler:

  • $ \ 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%

Hvad bidrager med spredning så stor er, at den er ikke-retningsbestemt og altid attraktiv. Tænk på atomer som klæbrige kugler.

Svar

Ligesom du sagde, at mange faktorer bidrager til smeltepunkter. Det er en interessant tendens, at smeltepunkter øges, når de kører ned, mens kogepunkterne stiger. Jeg ville være interesseret i at vide, hvordan dataene blev målt.

En ting du gjorde ikke tage hensyn til er polariserbarheden af de større halider, der i høj grad vil påvirke inter- og intramolekylære kræfter. Hvis jeg kan komme på et bedre svar, sender jeg det.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *