Beste antwoord
Een molecuul is polair als er een asymmetrische verdeling van elektronendichtheid in het molecuul is die resulteert in een permanente elektrische dipool. Dit gebeurt normaal gesproken wanneer polaire covalente bindingen asymmetrisch zijn gerangschikt rond het centrale atoom van het molecuul.
In CHCl3 is de moleculaire vorm tetraëdrisch, wat betekent dat de H- en de drie Cl-atomen de hoekpunten van een driehoekige gebaseerde piramide rond het centrale C-atoom.
Al deze bindingen zijn polair (CH maar heel licht).
Laten we ons dus voorstellen dat de 3 Cl-atomen de 3 hoekpunten bezetten aan de basis van de piramide, terwijl het H-atoom de top aan de bovenkant van de piramide bezet.
De CH-binding zou de elektronendichtheid een beetje zien verschuiven naar het C-atoom in het midden van het molecuul (C heeft een hogere elektronegativiteit dan H).
Bij de drie C-Cl-bindingen zou de elektronendichtheid verschuiven van het C-atoom naar de Cl-atomen rond de basis van de piramide (Cl heeft een hogere elektronegativiteit dan C).
Het resultaat zou een netto verschuiving in elektronendichtheid naar de basis van de tetraëder (Cl-atomen) zien, wat resulteert in een gedeeltelijke lading aan die kant van het molecuul en een gedeeltelijke + lading bovenop de tetraëder (H-atoom). Daarom is het molecuul polair.
Antwoord
Tetrachloormethaan (CCl4) bestaat uit niet-polaire moleculen die in wisselwerking staan via dispersiekrachten, terwijl trichloormethaan (CHCl3) bestaat uit polaire moleculen die in wisselwerking staan via permanente dipool -permanente dipool (pd-pd) interacties.
Om deze vraag eenvoudig te beantwoorden: CCl4 heeft een hoger kookpunt dan CHCl3 omdat de dispersiekrachten in CCl4 groot zijn genoeg om sterker te zijn dan pd-pd-interacties in CHCl3.
Nu, ik weet dat leerboeken altijd zeggen dat de algemene vuistregel is dat pd-pd-interacties sterker zijn dan dispersiekrachten. Er zijn echter veel uitzonderingen op deze vuistregel, en dit komt door de verschillende andere factoren die de algehele sterkte van intermoleculaire krachten beïnvloeden.
Enkele van de factoren die de algehele sterkte van intermoleculaire krachten worden hieronder opgesomd:
- Sterkte van elke intermoleculaire interactie (dat wil zeggen wat leerboeken zeggen over één waterstofbrug> één pd-pd interactie> één dispersiekracht)
- Uitgebreide intermoleculaire interacties (stel je intermoleculaire interacties voor als bindingen tussen moleculen, hoeveel van dergelijke bindingen kunnen worden gevormd tussen twee moleculen. Ik zal dit hieronder toelichten)
- Thermodynamische veranderingen zoals entropie (in detail uitgelegd in enkele van de andere antwoorden)
- Enz.
Door CCl4 en CHCl3 te vergelijken, heeft CCl4 een mooiere / meer symmetrische vorm. Daarom kunnen we verwachten dat de verpakking compacter is. Dit zou betekenen dat er in een monster van CCl4 aantoonbaar een groter contactoppervlak zou zijn tussen twee moleculen van CCl4. Een groter contactoppervlak zou dan de vorming van uitgebreidere intermoleculaire interacties mogelijk maken.
Dus in CCl4, hoewel de kracht van elke intermoleculaire interactie zwakker is in vergelijking met CHCl3, is de omvang van de intermoleculaire interactie in CCl4 overtreft die in CHCl3 ver, zodat de algehele sterkte van intermoleculaire interacties in CCl4 sterker is dan die in CHCl3.
Om deze uitleg in perspectief te plaatsen, wordt hieronder een berekening met willekeurige waarden weergegeven:
Sterkte van één spreidingskracht = 4 Sterkte van één pd-pd interactie = 7 [Omdat pd-pd-interactie sterker is dan dispersiekracht]
Max. Nee. van intermoleculaire “bindingen” tussen twee moleculen van CCl4 = 50 Max. Nee. van intermoleculaire “bindingen” tussen twee moleculen van CHCl3 = 25 [Omdat CCl4 compacter kan worden verpakt]
Totale sterkte van intermoleculaire “bindingen” tussen twee moleculen van CCl4 = 50×4 = 200 Totale sterkte van intermoleculaire “bindingen” ”Tussen twee moleculen CHCl3 = 25×7 = 175
Ik hoop dat dit de dingen duidelijk verklaart.