Nejlepší odpověď
CH4, SiH4, GeH4, SnH4 jsou si velmi podobné. Všichni jsou ve stejné skupině a jejich molekulární geometrie je čtyřboká. Mají kovalentní vazby. Klíčový rozdíl: Počet protonů a elektronů.
Jedná se o nepolární molekuly, takže neexistují žádné iontové vazby . Neexistují žádné H vázané na F, N nebo O, takže neexistují žádné vodíkové vazby. Kde nás to tedy opustí?
Dipólem indukované dipólové síly (AKA London disperzní síly) diktují body varu těchto atomů. Je to přitažlivost mezi atomy, která určuje, jak snadno se mohou rozptýlit.
Elektrony v atomu se neustále pohybují díky vzájemnému odpuzování. Pokud se však jeden elektron pohnul a druhý ne, je dočasně nabitý.
Líná odpověď je, že největší molekula bude mít nejvyšší bod varu. Čím více protonů a elektronů, tím silnější účinek.
Proto by metan (CH4) s nejmenší atomovou velikostí měl nejnižší bod varu.
Vaše odpověď na esej by měla zahrnovat Londýn disperze (AKA Van Der Waalsovy síly) jako primární faktor.
Čtyři mezimolekulární síly a jejich vliv na varné body
Odpověď
Odpověď NENÍ, že CH4 má nejnižší bod varu. Problém je v tom, že SnH4 se vaří při -52 ° C; GeH4 vaří -88 ° C; SiH4 se vaří při -112 ==> tyto se vaří při zhruba 30 ° rozdílu mezi sebou. Ale oddball CH4 vře při -162, což je o 50 ° C méně než očekávaná teplota varu -142C. Pokud zakreslíte molekulovou hmotnost proti bodu varu, můžete to snadno vidět. Elektronegativita? Londýnské disperzní síly, jak říkají ostatní, ale proč?
Elektronegativita H je 2,1 a C je 2,5 rozdíl +0,4; Zatímco elektronegativity Si / Ge / Sn jsou 1,8, rozdíl -0,3 – přibližně stejný. H jsou všechny stejné velikosti v CH4 / SiH4 / GeH4 / SnH4, ale velikosti C oproti Si / Ge / Sn jsou jiné. A konečně množství přístupných elektronů Si / Ge / Sn v SiH4 / GeH4 / SnH4 je mnohem dostupnější než velmi kompaktní molekula CH4, kde H pokrývá více centrálního atomu.
To koreluje s Van der Waalsův poloměr atomů je C = 110, Si = 170, Ge = 211, Sn = 225, myslíme, že Sn je trochu mimo linku.
Takže odpověď je, že CH4 je kompaktní molekula většinou H kolem sebe s menší interakcí s centrálním C oproti větším centrálním atomům (Si / Ge / Sn), které mají mnohem větší velikosti a více elektronů pro snadnější indukovanou polarizovatelnost mezi H a centrálními atomy.
Připomíná já, proč je SF6 tak neobvykle stabilní (oproti SF4 a SF2)!