Comparez les points de fusion du fluorure dhydrogène (HF) et de liodure dhydrogène (HI).
Je connais les choses suivantes:
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$ \ ce {HF} $ fond à 189,6 $ ~ \ mathrm {K } $ et $ \ ce {HI} $ à 222,35 $ ~ \ mathrm {K} $.
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De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la comparaison du point de fusion, cest-à-dire lenthalpie du réseau, la fraction de compactage, les forces intermoléculaires.
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Généralement, les composés qui montrent une liaison hydrogène le montrent dans les phases solide et liquide car dans la phase gazeuse les molécules ont assez dénergie pour rompre les interactions électrostatiques de la liaison hydrogène.
Ainsi, HF montre une liaison hydrogène à létat solide . En fait, il montre même une liaison hydrogène à létat gazeux, bien que ce ne soit pas pertinent ici. -
À mesure que la masse moléculaire augmente, les interactions de van der Waals entre les molécules augmentent également. Si nous ne considérons que ce facteur, alors le point de fusion de HI doit être nettement plus élevé.
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La force de la liaison hydrogène de HF est telle que le point débullition de $ \ ce { HF} > \ ce {HI} $ bien que le point débullition de $ \ ce {SbH3} > \ ce {NH3} $, ie la liaison hydrogène domine les interactions de van der Waals dans les molécules HI en raison de leur masse moléculaire élevée.
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Cest leffet combiné de tous les facteurs qui déterminent le point de fusion dun
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Lénergie du réseau est inversement proportionnelle à la distance internucléaire, elle est également inversement proportionnelle à la taille des ions. Donc, je mattends à ce que HF ait plus dénergie du réseau.
Tous les facteurs auxquels je peux penser sont en faveur de HF sauf la masse moléculaire. Mais si la masse moléculaire de liode est la raison pour laquelle le point de fusion de HI est plus élevé que le point débullition de HI doit également avoir été plus élevé. Alors pourquoi le point de fusion de HI est-il plus élevé que celui de HF?
Pourquoi cette contradiction?
Faites-moi savoir si je me trompe dans les faits mentionnés ci-dessus ou si jai des lacunes dans ma compréhension des points ci-dessus.
Réponse
Laugmentation de lattraction dispersive entre les molécules HI est supérieure à la perte dinteractions dipolaires. Ce nest que dans $ \ ce {H2O} $ que les forces dipolaires dominent (Intermolecular and Surface Forces, Jacob N. Israelachvili). Contribution de la dispersion à la liaison intermoléculaire pour diverses molécules:
- $ \ 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%
Ce qui fait la contribution de la dispersion est si grande quelle est non directionnelle et toujours attrayante. Pensez aux atomes comme des sphères collantes.
Réponse
Comme vous avez dit que de nombreux facteurs contribuent aux points de fusion. Cest une tendance intéressante, que les points de fusion augmentent en descendant tandis que les points débullition augmentent. Je serais intéressé de savoir comment les données ont été mesurées.
Une chose que vous avez faite ne pas prendre en compte la polarisabilité des halogénures plus gros qui influencera grandement les forces inter et intra moléculaires. Si je peux trouver une meilleure réponse, je publierai.