Jeg kan ikke finne ut et spørsmål på vurderingsarket mitt. Det fulle spørsmålet er:
Metan ( $ \ ce {CH4} $ ) er en gass ved romtemperatur, men kloroform ( $ \ ce {CH3Cl} $ ) er en væske. Forklar hvorfor bare endre et $ \ ce {H} $ atom for et $ \ ce {Cl} $ atom endrer forbindelsens tilstand ved romtemp.
Jeg tenkte på det, og jeg tror det har å gjøre med $ \ ce {CH4} $ er ikke polar, så den har ikke en tendens til å holde seg til hverandre (gasstilstand), mens $ \ ce {CH3Cl } $ er polær, så det fester seg, slik som $ \ ce {H2O} $ , som er flytende og er sammenhengende, så $ \ ce {CH3Cl} $ vil også være det. Er det noen som kan fortelle meg om jeg er på rett vei?
Kommentarer
- se chemistry.stackexchange.com/questions/6859/…
- Selve spørsmålet, hvis det bare er galt: klormetan er ikke kloroform og klormetan er ikke en væske, men en gass ved romtemperatur. At en ganske dårlig episk mislykkes for et kjemispørsmål.
Svar
Ja, Jeg tror det er det riktige svaret som forventes for dette spørsmålet.
Tre faktorer å ta i betraktning.
(1) Mest viktigere er det fire intermolekylære krefter som påvirker BP
Joniske bindinger> Jon-dipol-interaksjoner> H-binding> dipol-dipol-interaksjoner> Van der Waals-spredningskrefter.
(2) Øker antallet av karbonatomer (f.eks. n-alkaner) øker BP
(3) Forgrening av karbonkjede senker BP.
Svaret som blir gitt er imidlertid litt hånd -bølger som forenkler situasjonen. Dipolmoment alene kan ikke forklare de generelle trendene. Van der Waals-spredningskrefter må også vurderes.
For eksempel med økende substitusjon $ \ ce {CH2Cl2} $ og $ \ ce {CHCl3} $ begge deler har lavere dipolmomenter enn $ \ ce {CH3Cl} $, men høyere BP «s. $ \ ce {CCl4} $ har ikke noe dipolmoment som metan, men har den høyeste BP av alle.
Bond Lengths Dipole B.P. Mol. Moment (°C) Wt. C-H C-X CH4 0 −161.49 16.04 108.7 --- CH3Cl 1.9 −23.8 50.49 111 178.3 CH2Cl2 1.6 39.6 84.93 106.8 177.2 CHCl3 1.15 61.15 119.37 107.3 176.7 CCl4 0 76.72 153.81 ----- 176.6 Se også på halometanene som en serie. $ \ ce {CH3F} $ har et mindre dipolmoment enn $ \ ce {CH3Cl} $ fordi obligasjonslengden er kortere.
Dipole B.P Mol. Electro- C-X C-H Moment (°C) Wt. Negat. Length Length CH3F 1.85 −78.4 34.03 4.0 138.5 109.5 CH3Cl 1.87 −23.8 50.49 3.0 178.4 CH3Br 1.81 4.0 94.94 2.8 192.9 CH3I 1.62 42 141.94 2.5 213.9 Trenden for molekylvekt ser bra ut, men den deutererte formen av metan, $ \ ce {CD4} $, har den samme (eller i det minste nesten det samme) kokepunktet som $ \ ce {CH4} $.
Svar
Svaret på å forutsi kokepunkter for de fire stoffene forventes faktisk å bli gitt som:
$ \ ce {CH3Cl} $ er en dipol. Dipol-dipol-interaksjonene er mye sterkere enn van der Waals-interaksjonene i metan, så kokepunktet er mye høyere.
Når vi sammenligner $ \ ce {CH4 } $ til $ \ ce {CCl4} $ , sistnevnte har et mye høyere kokepunkt på grunn av sitt større antall elektroner som betyr sterkere van der Waals-krefter .
Når det er sagt, læreren som ga deg informasjonen ovenfor, bør fjernes fra kjemiklasser umiddelbart. Her er hvorfor:
-
$ \ ce {CH3Cl} $ er ikke kloroform men metylklorid eller klormetan. Det er en gass ved romtemperatur med et kokepunkt $ \ vartheta_ \ mathrm {b} = – 23,8 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ .
-
Kloroform, som faktisk er en væske ved romtemperatur ( $ \ vartheta_ \ mathrm {b} = 61.2 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ ) er $ \ ce {CHCl3} $ eller triklormetan. Du må erstatte tre hydrogener med kloratomer for å skape kloroform.