Hvordan bestemme stoffets kokepunkt? [lukket]

elv om det kan være vanskelig å bestemme eksakt kokepunkt for et stoff, spiller mange faktorer å sammenligne om et stoff har et høyere kokepunkt enn de andre.

1) Intermolekylær kraft . Legg merke til at det er «intermolekylær kraft» i stedet for «intramolekylær kraft». Årsaken er når du koker noe du vil transformere stoffet fra flytende tilstand til gasstilstand, og det kan bare oppnås ved å svekke forbindelsen til molekyler, ikke ved å bryte den intramolekylære bindingen til et molekyl. Det er generelt tre typer intermolekylær kraft: London dispersjonskraft [svakest], dipol-dipol og hydrogenbindinger [sterkest]. Jo sterkere kraften er, jo større er mengden energi som trengs for å bryte forbindelsen mellom molekylene, og dermed blir kokepunktet høyere.

1. Spredningskraft i London (LDF / Van der Waals) oppstår vanligvis når det ikke finnes noen signifikant dipol i molekylet (propan, heksan)
2. Dipol-dipol oppstår når det eksisterer en observerbar mengde ladningsforskjell mellom atomer i et molekyl. Dette kan sees i tilfelle hydrogenklorid. Kloratomet er mer elektronegativt, og det tiltrekker seg også de mer elektropositive hydrogenene fra andre molekyler (men binder seg ikke med dem).
3. Hydrogenbindingen er den sterkeste. Det oppstår hvis et molekyl har en hydrogenatom bundet til enten F (fluor), O (oksygen) eller N (nitrogen). Disse atomene er svært elektronegative. Dette skjer når det gjelder vann $ H_2O $ . Jeg anbefaler deg å tenke hvorfor hydrogenbindingen er sterkest og Van der Waals (London-spredningskraft) er den svakeste intermolekylære kraften.

2). Molekylær masse . Anta at du har to stoffer, som begge interagerer gjennom LDF. En annen ting å ta i betraktning er massen av molekylet. Hvis molekylet er større, så er overflatearealet større, noe som resulterer i større LDF. Dette fører oss til konklusjonen at molekylets masse er proporsjonal med kokepunktet.

3). Filialer . I alkaner (bestående av bare C og H), generelt har en rettkjedet alkan et høyere kokepunkt enn lignende forgrenede alkaner på grunn av overflatearealet mellom to tilstøtende molekyler. Dette ville være vanskeligere hvis alkanen har grener. Sammenlign: 2,3-dimetylbutan og heksan. Begge har 6 karbonatomer, men kokepunktet for 2,3-dimetylbutan er 331,15 K mens heksan er 341,15 K.

Ta en titt på saken din. $ H_2O $ har oksygen i seg, så hydrogenbinding. Selv om elektronegativiteten til hydrogen, selen, svovel og tellur er på 0,1 – 0,48 forskjell, bidrar det ikke veldig mye til den totale dipolen i molekylet. Så disse tre må samhandle med LDF. Vi kan se at molekylæren masse av svovel < selen < tellur (S < Se < Te). Fra det vi vet, jo større masse, jo større kokepunkt.

Fra dette punktet kan vi fortelle at: $ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $

Og et raskt Google-søk viser oss at kokepunktet til disse molekylene er: $ H_2S (-60) < H_2Se ( -41,25) < H_2Te (-2.2) < H_2O $ (100)

Kokepunkt eller meg Sammensetningens punkter avhenger av de intermolekylære kreftene som virker mellom dem. Nå kan vi se at hydrogenbinding er til stede i $ H_2O $ , noe som resulterer i høyeste kokepunkt blant dem.I de andre forbindelsene virker dispersjonskrefter mellom molekylene som fortsetter å øke når molekylmassen øker. Så $ H_2Te $ har sterkest spredningskraft, så blant de øvrige tre har den høyt kokepunkt etterfulgt av $ H_2Se $ og $ H_2S $ . Derfor er rekkefølgen på økende kokepunkt $$ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $$ Og for å svare på spørsmålet ditt har H2S det laveste kokepunktet.