Jag kan inte ta reda på en fråga på mitt granskningsblad. Hela frågan är:
Metan ( $ \ ce {CH4} $ ) är en gas vid rumstemperatur men kloroform ( $ \ ce {CH3Cl} $ ) är en vätska. Förklara varför du bara byter en $ \ ce {H} $ atom för en $ \ ce {Cl} $ atom ändrar föreningens tillstånd vid rumstemperatur.
Jag tänkte på det och jag tror att det har att göra med $ \ ce {CH4} $ är icke polär, så det tenderar inte att hålla fast vid varandra (gasstatus), medan $ \ ce {CH3Cl } $ är polärt, så det hakar fast, till exempel $ \ ce {H2O} $ , som är flytande och sammanhängande, så $ \ ce {CH3Cl} $ skulle vara lika bra. Kan någon berätta om jag är på rätt väg?
Kommentarer
- se chemistry.stackexchange.com/questions/6859/…
- Själva frågan om den är fel: klormetan är inte kloroform och klormetan är inte en vätska utan en gas vid rumstemperatur. Den ett ganska dåligt episkt misslyckande för en kemifråga.
Svar
Ja, Jag tror att det är det rätta svaret som förväntas för denna fråga.
Tre faktorer att tänka på.
(1) Mest framför allt fyra intermolekylära krafter som påverkar BP
Jonbindningar> Jon-dipolinteraktioner> H-bindning> dipol-dipolinteraktioner> Van der Waals-dispersionskrafter.
(2) Öka antalet av kolatomer (t.ex. n-alkaner) ökar BP
(3) Förgrening på kolkedja sänker BP.
Svaret som ges är dock lite hand -vågor som förenklar situationen. Dipolmoment ensamt kan inte förklara de övergripande trenderna. Van der Waals-spridningskrafter måste också beaktas.
Till exempel med ökande substitution $ \ ce {CH2Cl2} $ och $ \ ce {CHCl3} $ båda har lägre dipolmoment än $ \ ce {CH3Cl} $ men högre BP ”s. $ \ ce {CCl4} $ har inget dipolmoment som metan, men har det högsta BP av alla.
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 också på halometanerna som en serie. $ \ ce {CH3F} $ har ett mindre dipolmoment än $ \ ce {CH3Cl} $ eftersom obligationslängden är kortare.
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 för molekylvikt ser bra ut, men den deutererade formen av metan, $ \ ce {CD4} $, har samma (eller åtminstone nästan samma) kokpunkt som $ \ ce {CH4} $.
Svar
Svaret för att förutsäga kokpunkterna för de fyra ämnena förväntas verkligen ges som:
$ \ ce {CH3Cl} $ är en dipol. Dipol-dipol-interaktionerna är mycket starkare än van der Waals-interaktionerna i metan, så kokpunkten är mycket högre.
När man jämför $ \ ce {CH4 } $ till $ \ ce {CCl4} $ , den senare har en mycket högre kokpunkt på grund av sitt större antal elektroner vilket betyder starkare van der Waals-krafter .
Som sagt, läraren som gav dig informationen ovan bör tas bort från kemiklasser omedelbart. Här är varför:
-
$ \ ce {CH3Cl} $ är inte kloroform utan metylklorid eller klormetan. Det är en gas vid rumstemperatur med en kokpunkt $ \ vartheta_ \ mathrm {b} = – 23,8 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ .
-
Kloroform, som verkligen är en vätska vid rumstemperatur ( $ \ vartheta_ \ mathrm {b} = 61.2 ~ \ mathrm {^ \ circ C} $ ) är $ \ ce {CHCl3} $ eller triklormetan. Du måste ersätta tre väten med kloratomer för att skapa kloroform.