Wie bestimmt man den Siedepunkt von Substanzen? [geschlossen]

Während es schwierig sein kann, den exakten Siedepunkt einer Substanz zu bestimmen, spielen viele Faktoren eine Rolle, um zu vergleichen, ob eine Substanz einen höheren Siedepunkt als die anderen hat.

1) Intermolekulare Kraft . Beachten Sie, dass es sich um „intermolekulare Kraft“ anstelle von „intramolekularer Kraft“ handelt. Der Grund dafür ist, dass Sie beim Kochen von etwas die Substanz vom flüssigen in den gasförmigen Zustand umwandeln möchten. Dies kann nur erreicht werden, indem die Verbindung der Moleküle geschwächt wird, nicht indem die intramolekulare Bindung eines Moleküls unterbrochen wird. Im Allgemeinen gibt es drei Arten intermolekularer Kräfte: Londoner Dispersionskraft [am schwächsten], Dipol-Dipol- und Wasserstoffbrücken [am stärksten]. Je stärker die Kraft ist, desto mehr Energie wird benötigt, um die Verbindung zwischen den Molekülen zu lösen, und somit ist der Siedepunkt höher.

1. Die Londoner Dispersionskraft (LDF / Van der Waals) tritt normalerweise auf, wenn im Molekül kein signifikanter Dipol (Propan, Hexan) vorhanden ist.
2. Dipol-Dipol tritt auf, wenn vorhanden eine beobachtbare Menge an Ladungsdifferenz zwischen Atomen in einem Molekül. Dies ist im Fall von Chlorwasserstoff zu sehen. Das Chloratom ist elektronegativer und zieht daher auch die elektropositiveren Wasserstoffatome anderer Moleküle an (bindet jedoch nicht an diese).
3. Die Wasserstoffbindung ist die stärkste. Sie tritt auf, wenn ein Molekül a hat Wasserstoffatom, das entweder an F (Fluor), O (Sauerstoff) oder N (Stickstoff) gebunden ist. Diese Atome sind hoch elektronegativ. Dies geschieht im Fall von Wasser $ H_2O $ span Ich empfehle Ihnen zu überlegen, warum die Wasserstoffbindung die stärkste und Van der Waals (Londoner Dispersionskraft) die schwächste intermolekulare Kraft ist.

2). Molekularmasse Angenommen, Sie haben zwei Substanzen, die beide über LDF interagieren. Eine andere zu berücksichtigende Sache ist die Masse des Moleküls. Wenn das Molekül ist größer, dann ist die Oberfläche größer, was zu einem größeren LDF führt. Dies führt uns zu dem Schluss, dass die Masse des Moleküls proportional zum Siedepunkt ist.

3). Zweige . In Alkanen (nur bestehend aus C und H) hat im Allgemeinen ein geradkettiges Alkan aufgrund der Oberfläche zwischen zwei benachbarten Molekülen einen höheren Siedepunkt als ähnliche verzweigte Alkane. Dies wäre schwieriger, wenn das Alkan Zweige hat. Vergleiche: 2,3-Dimethylbutan und Hexan. Beide haben 6 Kohlenstoffe, aber der Siedepunkt von 2,3-Dimethylbutan beträgt 331,15 K, während Hexan 341,15 K beträgt.

Sehen Sie sich Ihren Fall an. $ H_2O $ enthält Sauerstoff, also Wasserstoffbrückenbindung. Obwohl die Elektronegativität von Wasserstoff, Selen, Schwefel und Tellur zwischen 0,1 und 0,48 liegt, trägt sie nicht wirklich zum Gesamtdipol des Moleküls bei. Diese drei müssen also mit LDF interagieren. Wir können sehen, dass das Molekül Schwefelmasse < Selen < Tellur (S < Se < Te). Nach dem, was wir wissen, ist der Siedepunkt umso größer, je größer die Masse ist.

An diesem Punkt können wir Folgendes erkennen: $ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $

Und eine schnelle Google-Suche zeigt uns, dass der Siedepunkt dieser Moleküle wie folgt lautet: $ H_2S (-60) < H_2Se ( -41,25) < H_2Te (-2,2) < H_2O $ (100)

Siedepunkt oder ich Die Verbindungspunkte der Verbindungen hängen von den zwischen ihnen wirkenden intermolekularen Kräften ab. Jetzt können wir hier sehen, dass Wasserstoffbrücken in $ H_2O $ vorhanden sind, was zu dem höchsten Siedepunkt unter ihnen führt.In den anderen Verbindungen wirken Dispersionskräfte zwischen den Molekülen, die mit zunehmender Molekülmasse weiter zunehmen. $ H_2Te $ hat also die stärkste Dispersionskraft, so dass es unter den restlichen drei einen hohen Siedepunkt hat, gefolgt von $ H_2Se $ und $ H_2S $ . Daher ist die Reihenfolge der Erhöhung des Siedepunkts $$ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $$ Und um Ihre Frage zu beantworten, hat H2S den niedrigsten Siedepunkt.