Kogepunktet på $ \ ce {H_2S} $ er højere end $ \ ce {HCl} $. Skyldes dette til det større antal hydrogenbinding, som $ \ ce {H_2S} $ kan danne i forhold til $ \ ce {HCl} $? Jeg fandt denne forklaring på sammenligningen mellem $ \ ce {H_2O} $ og $ \ ce {HF} $, så jeg prøvede også at bruge den her, men jeg er ikke engang sikker på, at de intermolekylære kræfter blandt $ \ ce {H_2S} $ og $ \ ce {HCl} $ molekyler kan defineres som “hydrogenbinding” (som kun skal forekomme for $ \ ce {F, O, N} $).
Så hvordan kan den større kogning punkt $ $ ce {H_2S} $ sammenlignes med $ \ ce {HCl} $ forklares?
Kommentarer
- Don ' Brug ikke mathjax i titler, hvis det er muligt, se: chemistry.meta.stackexchange.com/questions/261/… Normalt skriver jeg de fulde kemiske navne, eller hvis de ' er upraktisk lange, bare at skrive nøgen H2S og HCl fungerer OK.
Svar
Definition af hydrogenbindingen
I 2011 blev en moderne og mere generel IUPAC-definition af, hvad der udgør en hydrogenbinding, rec omlagt (Arunan et al., 2011). Definitionen er angivet som sådan:
Hydrogenbindingen er en attraktiv interaktion mellem et hydrogenatom fra et molekyle eller et molekylært fragment $ \ ce {XH} $ hvor $ \ ce {X} $ er mere elektronegativ end $ \ ce {H} $, og et atom eller en gruppe af atomer i det samme eller et andet molekyle, hvor der er tegn på dannelse af binding.
Det ser ud til, at definitionen af den daværende hydrogenbinding, som kun inkluderer interaktioner med $ \ ce {F, O eller N} $, virker for snæver og restriktiv, hvilket jeg personligt føler er virkelig tilfældet.
Derfor er det helt fint at sige, at $ \ ce {H_2S} $ danner hydrogenbindinger med andre $ \ ce {H_2S} $ -molekyler, og at $ \ ce {HCl} $ danner hydrogenbindinger med andre $ \ ce {HCl} $ molekyler.
Forklaring af kogepunkterne
Wikipedia giver kogepunkterne på $ \ ce {H_2S} $ og $ \ ce {HCl} $ som henholdsvis $ \ ce {-60 ^ {\ circ} C} $ og $ \ ce {-85.05 ^ {\ circ} C} $. Ved rationalisering af kogepunktsforskelle er den første overvejelse altid styrken af de intermolekylære kræfter mellem molekylerne i væsken.
Pauling-elektronegativiteterne på $ \ ce {S} $ og $ \ ce {Cl} $ er henholdsvis $ \ ce {2.58} $ og $ \ ce {3.16} $. Elektronmangel i det hydrogenatom, der er bundet til $ \ ce {Cl} $, er åbenbart mere alvorlig sammenlignet med det, der er bundet til $ \ ce {S} $. Dette antyder, at $ \ ce {HCl} $ -molekyler er i stand til at danne stærkere hydrogenbindinger. Det er dog også vigtigt at overveje antallet af hydrogenbindinger dannet mellem molekyler, som du allerede har bemærket i dit spørgsmål. Hver $ \ ce {H_2S} $ kan danne 4 hydrogenbindinger med andre $ \ ce {H_2S} $ -molekyler, hvorimod hver $ \ ce {HCl} $ -molekyle kun kan danne 2 hydrogenbindinger med andre $ \ ce {HCl} $ -molekyler . Derfor, på trods af at $ \ ce {HCl} $ -molekyler kan danne stærkere hydrogenbindinger indbyrdes, er de intermolekylære attraktioner mellem $ \ ce {H_2S} $ -molekyler stadig gældende, da de er dobbelt så mange. Således har $ \ ce {H_2S} $ et højere kogepunkt end $ \ ce {HCl} $.
Referencer
Arunan, E., Desiraju, GR, Klein, RA, Sadlej, J., Scheiner, S., Alkorta, I.,. . . Nesbitt, D. J. (2011). IUPAC definition af hydrogenbinding. Terminologi og nomenklatur. Ren anvendt kemi, 83 (8), 1619-1636. doi: 10.1351 / PAC-REP-10-01-01
Elektronegativitet. (nd). I Wikipedia . Hentet 9. januar 2018 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Electronegativity
Hydrogenchlorid. (n.d.). I Wikipedia . Hentet 9. januar 2018 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_chloride
Hydrogensulfid. (nd). I Wikipedia . Hentet 9. januar 2018 fra https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_sulfide
Kommentarer
- Dejligt 🙂 Det ville stadig være bedre at citere kilder, der er citeret i Wikipedia-artikler.
- @Mithoron Noterer sig det i fremtiden