Cel mai bun răspuns
CH4, SiH4, GeH4, SnH4 sunt foarte asemănătoare. Toți se află în același grup, iar geometria lor moleculară este tetraedrică. Au legături covalente. Diferența cheie: numărul de protoni și electroni.
Acestea sunt molecule nepolare, deci nu există legături ionice . Nu există H legat de un F, N sau O, deci nu există legături de hidrogen. Deci, unde ne lasă asta?
Forțele dipolice induse de dipol (AKA forțele de dispersie din Londra) dictează punctele de fierbere ale acestor atomi. Atracția dintre atomi este cea care dictează cât de ușor se pot dispersa.
Electronii dintr-un atom se mișcă constant datorită repulsiei lor reciproce. Cu toate acestea, dacă un electron s-a mișcat și celălalt nu, acesta este încărcat temporar.
Răspunsul leneș este că cea mai mare moleculă va avea cel mai înalt punct de fierbere. Cu cât mai mulți protoni și electroni, cu atât efectul este mai puternic.
Prin urmare, metanul (CH4) cu cea mai mică dimensiune atomică ar avea cel mai scăzut punct de fierbere.
dispersia (forțele AKA Van Der Waals) ca factor primar.
Cele patru forțe intermoleculare și modul în care acestea afectează punctele de fierbere
Răspuns
Răspunsul NU este că CH4 are cel mai scăzut punct de fierbere. Problema este că SnH4 fierbe la -52C; GeH4 fierbe -88C; SiH4 fierbe la -112 ==> acestea fierb la o diferență de aproximativ 30C între ele. Dar oddball CH4 fierbe la -162, care este cu 50C mai mic decât punctul de fierbere așteptat de -142C. Dacă trimiți greutatea moleculară în raport cu punctul de fierbere, o puteți vedea cu ușurință. Electronegativitate? Forțele de dispersie din Londra, așa cum au spus alții, dar de ce?
Electronegativitatea lui H este 2,1, iar C este 2,5, o diferență de +0,4; În timp ce Electronegativitățile lui Si / Ge / Sn sunt de 1,8 fiecare, o diferență de -0,3 – aproximativ aceeași. H-urile au toate aceeași dimensiune în CH4 / SiH4 / GeH4 / SnH4, dar dimensiunile lui C versus Si / Ge / Sn sunt diferite. În cele din urmă, cantitatea de electroni accesibili ai Si / Ge / Sn din SiH4 / GeH4 / SnH4 este mult mai disponibilă decât molecula CH4 foarte compactă, unde H acoperă mai mult atomul central.
Acest lucru se corelează cu Raza Van der Waals a atomilor este C = 110, Si = 170, Ge = 211, Sn = 225, să ne gândim că Sn este puțin în afara liniei.
Deci, răspunsul este că CH4 este un compact molecula este în mare parte H în jurul ei, cu mai puțină interacțiune cu C central versus atomi centrali mai mari (Si / Ge / Sn) care au dimensiuni mult mai mari și mai mulți electroni pentru o polarizare mai ușoară indusă între H și atomii centrali.
eu de ce SF6 este atât de neobișnuit de stabil (față de SF4 și SF2)!