Beste antwoord
CH4, SiH4, GeH4, SnH4 lijken erg op elkaar. Ze zitten allemaal in dezelfde groep en hun moleculaire geometrie is tetraëdrisch. Ze hebben covalente banden. Het belangrijkste verschil: het aantal protonen en elektronen.
Dit zijn niet-polaire moleculen, dus er zijn geen ionische bindingen . Er is geen H gebonden aan een F, N of O, dus er zijn geen waterstofbruggen. Dus waar blijft dat ons?
Dipool-geïnduceerde dipoolkrachten (AKA London-dispersiekrachten) dicteren de kookpunten van deze atomen. Het is de aantrekkingskracht tussen atomen die dicteren hoe gemakkelijk ze kunnen dispergeren.
De elektronen in een atoom zijn constant in beweging doordat ze elkaar afstoten. Als het ene elektron echter is bewogen en het andere niet, wordt het tijdelijk opgeladen.
Het luie antwoord is dat de grootste molecuul heeft het hoogste kookpunt. Hoe meer protonen en elektronen, hoe sterker het effect.
Daarom zou methaan (CH4) met de kleinste atomaire grootte het laagste kookpunt hebben.
Je essayantwoord zou Londen moeten bevatten. dispersie (AKA Van Der Waals-krachten) als de primaire factor.
De vier intermoleculaire krachten en hoe ze kookpunten beïnvloeden
Antwoord
Het antwoord is NIET dat CH4 het laagste kookpunt heeft. Het probleem is dat SnH4 kookt bij -52C; GeH4 kookt -88 ° C; SiH4 kookt bij -112 ==> deze koken bij ongeveer 30C verschil tussen elkaar. Maar excentrieke CH4 kookt bij -162, wat 50C lager is in plaats van het verwachte kookpunt van -142C. Als je het molecuulgewicht versus het kookpunt uitzet, kun je het gemakkelijk zien. Elektronegativiteit? Londense dispersiekrachten zoals anderen zeiden, maar waarom?
Elektronegativiteit van H is 2,1 en C is 2,5 een verschil van +0,4; Terwijl de elektronegativiteiten van Si / Ge / Sn elk 1,8 zijn, een verschil van -0,3 – ongeveer hetzelfde. Hs zijn allemaal even groot in CH4 / SiH4 / GeH4 / SnH4, maar de maten van C versus Si / Ge / Sn zijn verschillend. Ten slotte is de hoeveelheid toegankelijke elektronen van Si / Ge / Sn in SiH4 / GeH4 / SnH4 veel meer beschikbaar dan het zeer compacte CH4-molecuul waar de Hs meer van het centrale atoom bedekken.
Dit correleert met de Van der Waals-straal van de atomen is C = 110, Si = 170, Ge = 211, Sn = 225, let wel, Sn is een beetje van de lijn.
Dus het antwoord is dat CH4 een compact is molecuul meestal Hs eromheen met minder interactie met de centrale C versus grotere centrale atomen (Si / Ge / Sn) die veel grotere afmetingen en meer elektronen hebben voor gemakkelijker geïnduceerde polariseerbaarheid tussen H en de centrale atomen.
mij waarom SF6 zo ongewoon stabiel is (versus SF4 en SF2)!