Hogyan lehet meghatározni az anyagok forráspontját? [zárt]

Bár nehéz lehet meghatározni az anyag pontos forráspontját, sok tényező összehasonlítja, hogy egy anyag forráspontja magasabb-e, mint a többié.

1) Intermolekuláris erő . Figyeljük meg, hogy az “intermolekuláris erő” az “intramolekuláris erő” helyett. Ennek az az oka, amikor valamit forralsz, az anyagot folyékony állapotból gázállapotba akarod alakítani, és ezt csak a molekulák kapcsolatának gyengítésével lehet elérni, nem pedig egy molekula intramolekuláris kötésének megszakításával. Az intermolekuláris erőnek általában három típusa van: a londoni diszperziós erő [leggyengébb], a dipól-dipólus és a hidrogénkötések [a legerősebb]. Minél erősebb az erő, annál nagyobb energiamennyiség szükséges a molekulák közötti kapcsolat megszakításához, így a forráspont magasabb.

1. A londoni diszperziós erő (LDF / Van der Waals) általában akkor fordul elő, ha a molekulában nincs szignifikáns dipólus (propán, hexán).
2. A dipól-dipólus akkor fordul elő, ha létezik megfigyelhető mennyiségű töltéskülönbség egy molekula atomjai között. Ez a hidrogén-klorid esetében megfigyelhető. A klóratom elektronegatívabb, így más molekulák elektropozitívabb hidrogénjeit is vonzza (de nem kötődik velük).
3. A hidrogénkötés a legerősebb. Akkor fordul elő, ha egy molekulának van egy hidrogénatom kapcsolódik F (fluor), O (oxigén) vagy N (nitrogén) atomokhoz. Ezek az atomok erősen elektronegatívak. Ez a víz $ H_2O $ . Azt javaslom, gondolja át, miért a legerősebb a hidrogénkötés, a Van der Waals (londoni diszperziós erő) pedig a leggyengébb molekulák közötti erő.

2). Molekulatömeg . Tegyük fel, hogy két anyagod van, amelyek mindkettő véletlenül kölcsönhatásba lép az LDF-en keresztül. Egy másik dolog, amit figyelembe kell venni, a molekula tömege. Ha a molekula nagyobb, akkor a felülete nagyobb, ami nagyobb LDF-t eredményez. Ez arra a következtetésre vezet, hogy a molekula tömege arányos a forrásponttal.

3). Ágak . Az alkánokban (amelyek csak C-ból és H-ból állnak) általában egy egyenes láncú alkán forráspontja magasabb, mint a hasonló elágazó láncú alkánoké, két szomszédos molekula közötti felület miatt. Ez nehezebb lenne, ha az alkánnak elágazásai vannak. Összehasonlítás: 2,3-dimetil-bután és hexán. Mindkettőben 6 szénatom van, de a 2,3-dimetil-bután forráspontja 331,15 K, míg a hexáné 341,15 K.

Vessen egy pillantást az esetére. A $ H_2O $ oxigén van benne, tehát hidrogénkötés. Bár a hidrogén, a szelén, a kén és a tellúr elektronegativitása 0,1 – 0,48 körül mozog, ez nem igazán járul hozzá a molekula teljes dipólusához. Tehát ennek a háromnak kölcsönhatásba kell lépnie az LDF-vel. Láthatjuk, hogy a molekuláris kén tömege < szelén < tellúr (S < Se < Te). Amit tudunk, minél nagyobb a tömeg, annál nagyobb a forráspont.

Innentől kezdve megállapíthatjuk, hogy: $ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $

És egy gyors Google-keresés megmutatja nekünk, hogy e molekulák forráspontja a következő: $ H_2S (-60) < H_2Se ( -41,25) < H_2Te (-2,2) < H_2O $ (100)

Forráspont vagy én A vegyületek elfordulási pontjai a köztük ható intermolekuláris erőktől függenek. Itt láthatjuk, hogy a hidrogénkötés jelen van a $ H_2O $ -ban, ami a legmagasabb forráspontot eredményezi közöttük.A többi vegyületben diszperziós erők hatnak a molekulák között, amelyek a molekulatömeg növekedésével nőnek. Tehát a $ H_2Te $ diszperziós ereje a legerősebb, így a többi három között magas a forráspontja, majd $ H_2Se $ és $ H_2S $ . Ezért a forráspont növekedési sorrendje $$ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $$ És a kérdés megválaszolásához a H2S forráspontja a legalacsonyabb.