Najlepsza odpowiedź
CH4, SiH4, GeH4, SnH4 są bardzo podobne. Wszystkie należą do tej samej grupy, a ich geometria molekularna jest tetraedryczna. Mają wiązania kowalencyjne. Kluczowa różnica: liczba protonów i elektronów.
Są to cząsteczki niepolarne, więc nie ma wiązań jonowych . Nie ma wiązań H do F, N lub O, więc nie ma wiązań wodorowych. Gdzie to nas prowadzi?
Siły dipolowe indukowane dipolem (tzw. Siły dyspersji Londynu) decydują o temperaturze wrzenia tych atomów. To przyciąganie między atomami decyduje o tym, jak łatwo mogą się one rozpraszać.
Elektrony w atomie nieustannie się poruszają z powodu wzajemnego odpychania się. Jeśli jednak jeden elektron się poruszył, a drugi nie, jest on tymczasowo naładowany.
Leniwa odpowiedź jest taka, że największa cząsteczka będzie miała najwyższą temperaturę wrzenia. Im więcej protonów i elektronów, tym silniejszy efekt.
Dlatego metan (CH4) o najmniejszym rozmiarze atomu miałby najniższą temperaturę wrzenia.
Odpowiedź na Twój esej powinna zawierać Londyn dyspersja (inaczej siły Van Der Waalsa) jako główny czynnik.
Cztery siły międzycząsteczkowe i ich wpływ na punkty wrzenia
Odpowiedź
Odpowiedź NIE brzmi, że CH4 ma najniższą temperaturę wrzenia. Problem polega na tym, że SnH4 wrze w temperaturze -52 ° C; GeH4 wrze -88 ° C; SiH4 wrze w temperaturze -112 ==> te wrzą w około 30 ° C różnicy między sobą. Ale dziwaczny CH4 wrze w temperaturze -162 ° C, która jest o 50 ° C niższa niż oczekiwana temperatura wrzenia -142 ° C. Jeśli wykreślisz ciężar cząsteczkowy w funkcji temperatury wrzenia, możesz to łatwo zobaczyć. Elektroujemność? Rozproszenie Londynu wymusza, jak powiedzieli inni, ale dlaczego?
Elektroujemność H wynosi 2,1, a C wynosi 2,5, różnica +0,4; Podczas gdy elektroujemności Si / Ge / Sn wynoszą po 1,8, różnica wynosi -0,3 – mniej więcej tyle samo. Wszystkie H mają ten sam rozmiar w CH4 / SiH4 / GeH4 / SnH4, ale rozmiary C w porównaniu z Si / Ge / Sn są inne. Wreszcie, ilość dostępnych elektronów Si / Ge / Sn w SiH4 / GeH4 / SnH4 jest znacznie bardziej dostępna niż bardzo zwarta cząsteczka CH4, w której H pokrywa więcej atomu centralnego.
To koreluje z Promień Van der Waalsa atomów to C = 110, Si = 170, Ge = 211, Sn = 225, pamiętajcie, że Sn jest trochę poza linią.
Więc odpowiedź jest taka, że CH4 jest zwartą molekuła głównie otaczająca H z mniejszą interakcją z centralnym C w porównaniu z większymi centralnymi atomami (Si / Ge / Sn), które mają znacznie większe rozmiary i więcej elektronów, co ułatwia indukowaną polaryzację między H a centralnymi atomami. ja, dlaczego SF6 jest tak niezwykle stabilny (w porównaniu z SF4 i SF2)!