Proč je CHCl3 polární molekula?


Nejlepší odpověď

Molekula je polární, když v molekule existuje asymetrické rozdělení hustoty elektronů, které vede k trvalému elektrickému dipólu. K tomu obvykle dochází, když jsou polární kovalentní vazby asymetricky uspořádány kolem centrálního atomu molekuly.

V CHCl3 je molekulární tvar čtyřboký, což znamená, že atomy H a tři atomy Cl obsadí vrcholy trojúhelníkového založená pyramida kolem centrálního atomu C.

Všechny tyto vazby jsou polární (CH jen velmi málo).

Představme si tedy, že 3 atomy Cl zabírají 3 vrcholy na základně pyramidy, zatímco atom H zaujímá vrchol v horní části pyramidy.

Vazba CH by viděla lehký posun elektronové hustoty směrem k atomu C ve středu molekuly (C má vyšší elektronegativitu než H).

Tři vazby C-Cl by viděly posun elektronové hustoty od atomu C k atomům Cl kolem základny pyramidy (Cl má vyšší elektronegativitu než C).

Výsledkem by byl čistý posun hustoty elektronů směrem k základně čtyřstěnu (atomy Cl), což by vedlo k částečnému náboji na této straně molekuly a částečný + náboj na vrcholu čtyřstěnu (atom H). Molekula je proto polární.

Odpověď

Tetrachlormethan (CCl4) se skládá z nepolárních molekul interagujících prostřednictvím disperzních sil, zatímco trichlormethan (CHCl3) sestává z polárních molekul interagujících prostřednictvím permanentního dipólu -permanentní dipólové (pd-pd) interakce.

Pro jednoduchou odpověď na tuto otázku má CCl4 vyšší teplotu varu než CHCl3, protože disperzní síly v CCl4 jsou rozsáhlé dost na to, aby byly silnější než interakce pd-pd v CHCl3.

Vím, že učebnice vždy říkají, že obecným pravidlem je, že interakce pd-pd jsou silnější než disperzní síly. Existuje však mnoho výjimek z tohoto obecného pravidla, a to kvůli různým dalším faktorům, které ovlivňují celkovou sílu mezimolekulárních sil.

Některé z faktorů, které ovlivňují celkovou sílu mezimolekulárních síly jsou uvedeny níže:

  • Síla každé mezimolekulární interakce (tj. co učebnice říkají o jedné vodíkové vazbě> jedné pd-pd interakce> jedna disperzní síla)
  • Rozsáhlost intermolekulárních interakcí (Představte si intermolekulární interakce jako „vazby“ mezi molekulami, kolik takových „vazeb“ může být vytvořeno mezi dvěma molekulami. Níže to rozvedu)
  • Termodynamické změny, jako je entropie (podrobně vysvětleno v některých dalších reakcích)
  • atd.

Při srovnání CCl4 a CHCl3 má CCl4 hezčí / symetrickější tvar. Proto můžeme očekávat, že jeho obal bude kompaktnější. To by znamenalo, že ve vzorku CCI4 by pravděpodobně existovala větší povrchová plocha kontaktu mezi dvěma molekulami CCI4. Větší povrchová plocha kontaktu by pak umožnila vytvoření rozsáhlejších intermolekulárních interakcí.

Takže v CCl4, i když síla každé intermolekulární interakce je slabší ve srovnání s CHCI3, extenzivita intermolekulární interakce v CCl4 daleko převyšuje to v CHCl3, takže celková síla intermolekulárních interakcí v CCl4 je silnější než v CHCl3.

Abychom toto vysvětlení uvedli v perspektivě, níže je uveden výpočet pomocí libovolných hodnot:

Síla jedna disperzní síla = 4 Síla jedna interakce pd-pd = 7 [Protože interakce pd-pd je silnější než disperzní síla]

Max. Ne. mezimolekulárních „vazeb“ mezi dvěma molekulami CCI4 = 50 Max. Ne. mezimolekulárních „vazeb“ mezi dvěma molekulami CHCl3 = 25 [Protože CCl4 lze zabalit kompaktněji]

Celková síla mezimolekulárních „vazeb“ mezi dvěma molekulami CCl4 = 50×4 = 200 Celková síla mezimolekulárních „vazeb“ „Mezi dvěma molekulami CHCl3 = 25×7 = 175

Doufám, že to vysvětlí věci jasně.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *