Vergleichen Sie die Schmelzpunkte von Fluorwasserstoff (HF) und Iodwasserstoff (HI).
Ich weiß Folgendes:
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$ \ ce {HF} $ schmilzt bei 189,6 $ ~ \ mathrm {K. } $ und $ \ ce {HI} $ bei $ 222.35 ~ \ mathrm {K} $.
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Beim Vergleich des Schmelzpunkts müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. dh Gitterenthalpie, Packungsfraktion, intermolekulare Kräfte.
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Im Allgemeinen zeigen Verbindungen, die Wasserstoffbrückenbindungen zeigen, dies in der festen und flüssigen Phase, da die Moleküle in der Gasphase genügend Energie haben Um die elektrostatischen Wechselwirkungen der Wasserstoffbindung zu unterbrechen.
HF zeigt Wasserstoffbindung im festen Zustand . Tatsächlich zeigt es sogar eine Wasserstoffbindung im gasförmigen Zustand, obwohl dies hier nicht relevant ist. -
Mit zunehmender Molekülmasse nehmen auch die Van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen Molekülen zu. Wenn wir nur diesen Faktor berücksichtigen, muss der Schmelzpunkt von HI definitiv höher sein.
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Die Stärke der Wasserstoffbindung von HF ist so hoch, dass der Siedepunkt von $ \ ce { HF} > \ ce {HI} $, obwohl der Siedepunkt von $ \ ce {SbH3} > \ ce {NH3} $, dh Die Wasserstoffbindung dominiert aufgrund ihrer hohen Molekülmasse die Van-der-Waals-Wechselwirkungen in HI-Molekülen.
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Es ist die kombinierte Wirkung aller Faktoren, die den Schmelzpunkt von a bestimmen Substanz.
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Die Gitterenergie steht in umgekehrter Beziehung zum Abstand zwischen den Kernen und ist auch umgekehrt proportional zur Größe der Ionen. Ich erwarte daher, dass HF mehr Gitterenergie hat.
Jeder Faktor, den ich mir vorstellen kann, spricht für HF mit Ausnahme der Molmasse. Wenn jedoch die Molmasse von Jod der Grund dafür ist, dass der Schmelzpunkt von HI höher ist als der Siedepunkt von HI muss auch höher gewesen sein. Warum ist dann der Schmelzpunkt von HI höher als der von HF?
Warum ist dieser Widerspruch?
Lassen Sie mich wissen, wenn ich in den oben genannten Fakten falsch liege oder wenn ich Lücken in meinem Verständnis der oben genannten Punkte habe.
Antwort
Die Zunahme der dispersiven Anziehungskraft zwischen HI-Molekülen ist größer als der Verlust von Dipolwechselwirkungen. Nur in $ \ ce {H2O} $ dominieren Dipolkräfte (Intermolekulare und Oberflächenkräfte, Jacob N. Israelachvili). Beitrag der Dispersion zur intermolekularen Bindung für verschiedene Moleküle:
- $ \ 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%
Was leistet der Beitrag von Die Streuung ist so groß, dass sie ungerichtet und immer attraktiv ist. Stellen Sie sich Atome als klebrige Kugeln vor.
Antwort
Like Sie sagten, dass viele Faktoren zu den Schmelzpunkten beitragen. Es ist ein interessanter Trend, dass die Schmelzpunkte nach unten steigen, während die Siedepunkte steigen. Es würde mich interessieren, wie die Daten gemessen wurden.
Eine Sache, die Sie getan haben Nicht berücksichtigt wird die Polarisierbarkeit der größeren Halogenide, die die inter- und intramolekularen Kräfte stark beeinflussen. Wenn mir eine bessere Antwort einfällt, werde ich posten.