Jak určit teplotu varu látek? [uzavřeno]

I když může být obtížné určit přesný bod varu látky, mnoho faktorů hraje srovnání, pokud má látka vyšší bod varu než ostatní.

1) Mezimolekulární síla . Všimněte si, že je to „mezimolekulární síla“ místo „intramolekulární síla“. Důvodem je, že když něco vaříte, chcete látku přeměnit z kapalného stavu na plynnou, a toho lze dosáhnout pouze oslabením spojení molekul, nikoli přerušením intramolekulární vazby molekuly. Obecně existují tři typy mezimolekulárních sil: Londonova disperzní síla [nejslabší], dipól-dipól a vodíkové vazby [nejsilnější]. Čím silnější je síla, tím větší je množství energie potřebné k přerušení spojení mezi molekulami, takže bod varu je vyšší.

1. Londýnská disperzní síla (LDF / Van der Waals) obvykle nastává, když v molekule neexistuje žádný významný dipól (propan, hexan)
2. dipól-dipól nastává, pokud existují pozorovatelné množství rozdílu náboje mezi atomy v molekule. To je patrné v případě chlorovodíku. Atom chloru je více elektronegativní, a proto přitahuje elektropozitivnější vodíky i jiných molekul (ale neváže se s nimi).
3. Vodíková vazba je nejsilnější. K ní dochází, pokud má molekula atom vodíku navázaný na F (fluor), O (kyslík) nebo N (dusík). Tyto atomy jsou vysoce elektronegativní. K tomu dochází v případě vody $ H_2O $ . Doporučuji vám přemýšlet, proč je vodíková vazba nejsilnější a Van der Waals (London disperzní síla) je nejslabší mezimolekulární silou.

2). Molekulová hmotnost . Předpokládejme, že máte dvě látky, které obě interagují prostřednictvím LDF. Je třeba vzít v úvahu další část molekuly. Pokud je molekula větší, pak je povrch větší, což má za následek větší LDF. To nás vede k závěru, že hmotnost molekuly je úměrná bodu varu.

3). Pobočky . U alkanů (sestávajících pouze z C a H) má obecně alkan s přímým řetězcem vyšší teplotu varu než podobné rozvětvené alkany díky ploše mezi dvěma sousedními molekulami. To by bylo těžší, kdyby měl alkan větve. Srovnej: 2,3-dimethylbutan a hexan. Oba mají 6 atomů uhlíku, ale teplota varu 2,3-dimethylbutanu je 331,15 K, zatímco hexanu je 341,15 K.

Podívejte se na svůj případ. $ H_2O $ obsahuje kyslík, takže vodíková vazba. Přestože se elektronegativita vodíku, selenu, síry a teluru pohybuje kolem 0,1 – 0,48 rozdílu, ve skutečnosti to příliš nepřispívá k celkovému dipólu molekuly. Tyto tři látky tedy musí interagovat s LDF. Vidíme, že molekulární hmotnost síry < selen < telurium (S < Se < Te). Z toho, co víme, čím větší je hmotnost, tím větší je bod varu.

Z tohoto bodu můžeme říci, že: $ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $

A rychlé vyhledávání Google nám ukáže, že bod varu těchto molekul je: $ H_2S (-60) < H_2Se ( -41,25) < H_2Te (-2,2) < H_2O $ (100)

Bod varu nebo já Body spojování sloučenin závisí na mezimolekulárních silách působících mezi nimi. Nyní zde vidíme, že vodíková vazba je přítomna v $ H_2O $ , což má za následek nejvyšší bod varu.V ostatních sloučeninách působí mezi molekulami disperzní síly, které se zvyšují s rostoucí molekulovou hmotností. Takže $ H_2Te $ má nejsilnější disperzní sílu, takže mezi ostatními třemi má vysokou teplotu varu následovanou $ H_2Se $ a $ H_2S $ . Pořadí zvyšování bodu varu je tedy $$ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $$ A k zodpovězení vaší otázky má H2S nejnižší bod varu.