Varför är smältpunkten för vätejodid större än för vätefluorid?

Jämför smältpunkterna för vätefluorid (HF) och vätejodid (HI).

Jag vet följande saker:

  1. $ \ ce {HF} $ smälter till 189,6 $ ~ \ mathrm {K } $ och $ \ ce {HI} $ vid $ 222,35 ~ \ mathrm {K} $.

  2. Det finns många faktorer som måste beaktas när man jämför smältpunkten, dvs gitterentalpi, packningsfraktion, intermolekylära krafter.

  3. I allmänhet visar föreningar som visar vätebindning det i de fasta och flytande faserna, eftersom molekylerna i gasfasen har tillräckligt med energi för att bryta de elektrostatiska interaktionerna av vätebindning.
    HF visar vätebindning i fast tillstånd . I själva verket visar det till och med vätebindning i gasform, även om det inte är relevant här.

  4. När molekylmassan ökar ökar också van der Waals interaktioner mellan molekyler. Om vi bara tar hänsyn till denna faktor måste smältpunkten för HI vara definitivt högre.

  5. Styrkan för vätebindning av HF är så mycket att kokpunkten på $ \ ce { HF} > \ ce {HI} $ även om kokpunkten på $ \ ce {SbH3} > \ ce {NH3} $, dvs. vätebindningen dominerar van der Waals-interaktioner i HI-molekyler på grund av deras höga molekylvikt.

  6. Det är den kombinerade effekten av alla faktorer som bestämmer smältpunkten för en substans.

  7. Gitterenergi är omvänt relaterad till det interkärniga avståndet, det är också omvänt proportionellt med storleken på jonerna. Så jag förväntar mig att HF har mer gitterenergi.

Varje faktor som jag kan tänka mig är för HF utom molekylmassa. Men om jodmolekylmassan är anledningen till att smältpunkten för HI är högre än kokpunkten av HI måste också ha varit högre. Varför är smältpunkten för HI högre än för HF?

Varför är denna motsägelse?

Låt mig veta om jag har fel i ovanstående fakta eller om jag har några luckor i min förståelse av ovanstående punkter.

Svar

Ökningen i dispersiv attraktion mellan HI-molekyler är större än förlusten av dipolinteraktioner. Endast i $ \ ce {H2O} $ dominerar dipolkrafter (intermolekylära och ytstyrkor, Jacob N. Israelachvili). Bidrag av dispersion till intermolekylär bindning för olika 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%

Vad bidrar med spridningen så stor är att den är riktad och alltid attraktiv. Tänk på atomer som klibbiga sfärer.

Svar

Gilla du sa att många faktorer bidrar till smältpunkter. Det är en intressant trend att smältpunkter ökar och rör sig ner medan kokpunkter ökar. Jag skulle vara intresserad av att veta hur data mättes.

En sak du gjorde inte tar hänsyn till är polariserbarheten hos de större haliderna som i hög grad kommer att påverka inter- och intramolekylära krafter. Om jag kan tänka mig ett bättre svar lägger jag in.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *