Почему температура кипения воды выше чем фтороводорода

Как сравнить температуру кипения воды, аммиака и фтороводорода?

По значениям температур кипения, которые я нашел в Интернете, порядок следующий:

Я думаю, что фактором здесь может быть количество H-связи, а не сила H-связи.

$ \ ce $ имеет 2 неподеленных пары и 2 атома H, следовательно, он может образовывать 4 H-связи с окружающими молекулами.

$ \ ce $, с другой стороны, способен образовывать только 2 H-связи с окружающими молекулами.

Хотя аммиак имеет три атома водорода, он не способен образовывать четыре водородные связи.

Важное различие с точки зрения водородных связей между аммиаком и водой заключается в соотношении между количеством частично положительных атомов водорода и количеством неподеленных пар электронов у каждого из них.

Молекула воды имеет два частично положительных атома водорода и две неподеленные пары электронов, расположенных на атоме кислорода. Это означает, что каждая молекула воды потенциально может иметь как атомы водорода, так и обе неподеленные пары, участвующие в водородных связях.

Но в аммиаке не хватает неподеленных пар на центральном атоме азота. Следовательно, он способен образовывать только две Н-связи.

Порядок точки кипения: H2> HF> NH3.

Вода имеет самую высокую точку кипения и плавления, за ней следуют фтористый водород и, наконец, аммиак, потому что вода имеет две неподеленные пары на атоме кислорода, что делает ее высоко электроотрицательной, и имеет два атома водорода, следовательно, она способна образовывать четыре водородные связи с окружающими молекулами и водородом. фторид более электроотрицателен, чем аммиак.

Источник

Barkerwoods

Felicity Lee | Главный редактор | E-mail

История цинкового металла

Я думаю, что существует множество качественный способы взглянуть на это:

Также необходимо изучить другие вопросы, такие как количество жизнеспособных водородных связей и тенденции донорства / высвобождения электронов вовлеченных элементов.

вода может образовывать 4 на молекулу, в то время как HF может образовывать только 2.

Неправильно, потому что если мы будем рассматривать водородные связи только как связанные с полярностью атомов, тогда как вода может образовывать четыре водородные связи на молекулу? Он имеет два положительно заряженных атома водорода и отрицательно заряженный кислород. Похоже, он должен образовывать только три водородные связи. Необходимо понимать, что каждая неподеленная пара может быть водородной связью. доноры.

Ответ кроется в водородных связях.

Итак, я думаю, что сейчас главный вопрос: почему халькогениды водорода имеют более высокое АД, чем галогениды водорода (и на самом деле это группа галогенидов, которые имеют самые высокие BP в каждый период)?

(рисунок взят из http://www.vias.org/genchem/kinetic_12450_08.html)

В воде есть два водорода, образующих больше диполей заряда для более сильных и более многочисленных водородных связей.

Межмолекулярные силы (ММП) являются здесь ключевыми. IMF напрямую связаны с точкой кипения.

Источник

§ 17. Межмолекулярное взаимодействие и водородная связь

Оглавление

Вещества молекулярного строения могут существовать в трёх агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. Но температурные условия того или иного состояния для каждого из веществ индивидуальны.

Причина здесь одна — различие в силе взаимодействия между молекулами. Это взаимодействие называют межмолекулярным. Как и химическая связь, межмолекулярное взаимодействие осуществляется за счёт сил электростатического притяжения, но в десятки и сотни раз более слабых. Чем сильнее межмолекулярное взаимодействие в веществе, тем выше его температура плавления и кипения. Сила межмолекулярного взаимодействия — индивидуальная характеристика вещества, она зависит от электронного строения его молекул.

Слабое электростатическое притяжение существует и между неполярными молекулами, например хлора. Оно объясняется образованием мгновенных диполей в результате движения электронов в атомах, принадлежащих соседним молекулам ( рис. 40, б ; 41, б ).

Величина сил межмолекулярного взаимодействия зависит от размеров молекул. Чем больше молекула, тем легче её внешние электроны притягиваются к другой молекуле и тем прочнее межмолекулярное взаимодействие. Этим объясняется переход от газообразного (F₂, Cl₂) к жидкому (Br₂) и твёрдому (I₂) состояниям вещества в ряду галогенов. Как известно, от фтора к йоду по группе радиус атомов растёт. Соответственно, растут и размеры образуемых ими молекул ( табл. 14 ).

Таблица 14. Характеристики молекул галогенов

Вещество	Фтор	Хлор	Бром	Йод
Модели молекул и их размеры	0,142 нм F2	0,198 нм Cl2	0,228 нм Br2	0,266 нм I2
Температуры кипения, °C	–188,2	–34,1	+58,8	+184,4

Объяснить это явление можно наличием, помимо обычных межмолекулярных связей между молекулами воды, дополнительного особого типа межмолекулярного взаимодействия, которое получило название водородная связь.

Под водородной понимают связь, образованную в результате электростатического взаимодействия между атомом водорода одной молекулы и более электроотрицательным атомом другой молекулы, несущим отрицательный заряд и имеющим неподелённую электронную пару.

Водородная связь присутствует у всех веществ, содержащих атомы водорода, химически связанные с более электроотрицательным атомом. Но её проявление хорошо заметно при значительном различии электроотрицательностей водорода и связанного с ним ковалентной связью атома. Самые сильные водородные связи возникают в присутствии самых электроотрицательных элементов — фтора, кислорода и азота ( рис. 44 ).

Прочные водородные связи образуются не только в воде, но и между молекулами неорганических и карбоновых кислот, фенолов, спиртов, аммиака, аминов.

Вещества, способные образовывать межмолекулярные водородные связи, обычно заметно растворимы в воде, имеют относительно высокие температуры плавления и кипения, а также значительную вязкость, например глицерин и фосфорная кислота.

Агрегатное состояние молекулярных веществ определяется силами межмолекулярного взаимодействия.

Силы межмолекулярного взаимодействия имеют электростатическую природу, но значительно слабее химической связи.

Водородная связь — это электростатическое взаимодействие между атомом водорода одной молекулы и более электроотрицательным атомом другой молекулы, несущим отрицательный заряд и имеющим неподелённую электронную пару. Водородные связи могут быть и внутримолекулярными.

Вопросы, задания, задачи

1. Опишите образование водородных связей на примере:

2. Приведите примеры веществ, при растворении которых в воде образуются водородные связи между молекулами воды и этого вещества.

3. Учитывая, что образование водородных связей характерно для молекул веществ, содержащих группы ОН, объясните малую летучесть и сравнительно высокую вязкость серной и фосфорной кислот.

4. Расположите следующие молекулы в порядке увеличения сил межмолекулярного взаимодействия: Н₂, He, F₂, Br₂, H₂O. Сравните эти вещества по температурам кипения.

5. Укажите вещества, для которых возможно существование:

6. Объясните, почему температура кипения аммиака выше, чем температура кипения фосфина.

7. Объясните характер зависимости температуры кипения водородного соединения ЭH_x от порядкового номера р-элемента Э, используя данные рисунка 44.

8. Почему молекулярные кристаллические вещества, в отличие от ионных, после плавления практически не проводят электрический ток?

10. Определите простейшую формулу вещества и изобразите схему образования водородных связей между молекулами вещества, в котором массовая доля углерода — 0,375, водорода — 0,125, кислорода — 0,500.

1. Межмолекулярное взаимодействие усиливается в рядах:

2. На рисунке показано образование водородной связи между:

3. Первое вещество за счёт водородной связи имеет бόльшую температуру кипения, чем второе, в па́рах:

4. Образование внутримолекулярной связи отражают схемы:

5. Усиление межмолекулярного взаимодействия приводит к:

Источник