Mejor respuesta
CH4, SiH4, GeH4, SnH4 son muy similares. Están todos en el mismo grupo y su geometría molecular es tetraédrica. Tienen enlaces covalentes. La diferencia clave: la cantidad de protones y electrones.
Estas son moléculas no polares, por lo que no hay enlaces iónicos . No hay H enlazado a F, N u O, por lo que no hay enlaces de hidrógeno. Entonces, ¿dónde nos deja eso?
Las fuerzas dipolares inducidas por dipolos (también conocidas como fuerzas de dispersión de Londres) dictan los puntos de ebullición de estos átomos. Es la atracción entre los átomos lo que determina la facilidad con la que se pueden dispersar.
Los electrones de un átomo se mueven constantemente debido a la repulsión entre ellos. Sin embargo, si un electrón se ha movido y el otro no, se carga temporalmente.
La respuesta perezosa es que el La molécula más grande tendrá el punto de ebullición más alto. Cuantos más protones y electrones, más fuerte será el efecto.
Por lo tanto, el metano (CH4) con el tamaño atómico más pequeño, tendría el punto de ebullición más bajo.
La respuesta de su ensayo debe incluir Londres dispersión (también conocida como fuerzas de Van Der Waals) como factor principal.
Las cuatro fuerzas intermoleculares y cómo afectan los puntos de ebullición
Respuesta
La respuesta NO es que el CH4 tenga el punto de ebullición más bajo. El problema es que el SnH4 hierve a -52ºC; GeH4 hierve -88C; SiH4 hierve a -112 ==> estos hierven a aproximadamente 30 ° C de diferencia entre sí. Pero el extraño CH4 hierve a -162, que es 50 ° C más bajo que el punto de ebullición esperado de -142 ° C. Si traza el peso molecular frente al punto de ebullición, puede verlo fácilmente. Electronegatividad? Fuerzas de dispersión de London como dijeron otros, pero ¿por qué?
La electronegatividad de H es 2.1 y C es 2.5 una diferencia de +0.4; Mientras que las electronegatividades de Si / Ge / Sn son 1.8 cada una, una diferencia de -0.3 – aproximadamente lo mismo. Los H son todos del mismo tamaño en CH4 / SiH4 / GeH4 / SnH4, pero los tamaños de C frente a Si / Ge / Sn son diferentes. Por último, la cantidad de electrones accesibles de Si / Ge / Sn en SiH4 / GeH4 / SnH4 está mucho más disponible que la molécula de CH4 muy compacta donde los H cubren más del átomo central.
Esto se correlaciona con el El radio de Van der Waals de los átomos es C = 110, Si = 170, Ge = 211, Sn = 225, tenga en cuenta que Sn está un poco fuera de lugar.
Entonces, la respuesta es que el CH4 es un molécula principalmente H a su alrededor con menos interacción con el C central en comparación con los átomos centrales más grandes (Si / Ge / Sn) que tienen tamaños mucho más grandes y más electrones para facilitar la polarización inducida entre H y los átomos centrales.
Recuerda me explica por qué SF6 es tan inusualmente estable (en comparación con SF4 y SF2).