Aggregatzustände im Teilchenmodell fest flüssig gasförmig Gitterkräfte Kohäsionskräfte Energiezufuhr Energiezufuhr Energiefreisetzung Energiefreisetzung
Schmelz- und Siedepunkt intramolekular Atombindung H O zwischenmolekular Je stärker die zwischenmolekularen Kräfte ( ), desto höher der Siedepunkt bzw. Schmelzpunkt des Stoffs.
Für die Beurteilung der Art und Stärke der zwischenmolekularen Kräfte, muss entschieden werden, ob es sich um Dipolmoleküle handelt. Methan Chlorwasserstoff Wasser d+ d- d+ d- d- d+ Elektronegativität C: 2.5 H: 2.1 DEN = 0.4 Bindungen (fast) unpolar Elektronegativität Cl: 3.0 H: 2.1 DEN = 0.9 Bindung polar Elektronegativität O: 3.5 H: 2.1 DEN = 1.4 Bindungen stark polar H2O ist ein Dipol CH4 ist kein Dipol HCl ist ein Dipol d- d+ d- d+
Zwischenmolekulare Kräfte d- d+ unpolare Moleküle polare Moleküle temporäre Dipole permanente Dipole zusätzlich Dipol-Dipol-Kräfte ohne H an O, N, F zusätzlich Wasserstoffbrücken am stärksten mit H an O, N, F nur Van der Waals-Kräfte am schwächsten
Van der Waals-Kräfte Elektrostatische Anziehung zwischen temporären, kurzlebigen Dipolen. vorübergehend polarisiertes Heliumatom temporärer Dipol Heliumatom mit symmetrischer Ladungs- wolke
Van der Waals-Kräfte Die Richtungsänderung der momentanen Dipole erfolgt sehr schnell. Im zeitlichen Mittel heben sich die Dipolmomente auf, so dass ein unpolares Molekül kein permanentes Dipolmoment hat.
Van der Waals-Kräfte Van der Waals-Kräfte sind umso stärker je grösser die Anzahl Elektronen in einem Molekül (oder je grösser seine Masse) je grösser die Moleküloberfläche linear: grosse Oberfläche (Zylinder) verzweigt: kleine Oberfläche (Kugel) Propan Siedepunkt: -42°C Pentan Siedepunkt: 36°C 2,2-Dimethylpropan: Siedepunkt: 10°C 3 C, 8 H 26 Elektronen 5 C, 12 H 42 Elektronen 5 C, 12 H 42 Elektronen
Van der Waals-Kräfte Van der Waals-Kräfte sind umso stärker je grösser die Anzahl Elektronen in einem Molekül (oder je grösser seine Masse) je grösser die Moleküloberfläche linear: grosse Oberfläche (Zylinder) verzweigt: kleine Oberfläche (Kugel) Hexan Siedepunkt: 68°C Pentan Siedepunkt: 36°C 2,2-Dimethylpropan: Siedepunkt: 10°C 6 C, 14 H 50 Elektronen 5 C, 12 H 42 Elektronen 5 C, 12 H 42 Elektronen
Aufgabe Benenne folgende Verbindungen Ordne sie nach dem Siedepunkt Begründe die Reihenfolge 1) 2) 3)
-11.5°C Van der Waals-Kräfte schwächer, da verzweigt Siedepunkt Kräfte 56°C Van der Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Kräfte 0.5°C Van der Waals-Kräfte stärker, da linear -11.5°C Van der Waals-Kräfte schwächer, da verzweigt Propan-2-on C3H6O 32 Elektronen Butan C4H10 34 Elektronen 2-Methylpropan C4H10 34 Elektronen
Siedepunkt Kräfte 20°C Van der Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Kräfte -78°C Van der Waals-Kräfte (Sublimation) Ethanal C2H4O 24 Elektronen Dipol Kohlenstoffdioxid CO2 22 Elektronen kein Dipol
H-Brücken Verhältnis DEN aktiv/passiv 2 aktive 1 : 1 1.4 2 passive 4 total 3 aktive 3 : 1 0.9 1 passive 1 aktive 1 : 3 1.9 3 passive H F H F H F H F H F
Der Siedepunkt einer Verbindung ist umso höher - je mehr Elektronen - je grösser die Moleküloberfläche (d.h. je linearer) - je polarer die Verbindung - je mehr H-Brücken insgesamt - je ausgeglichener das Verhältnis aktiv/passiv - je grösser die Polarität der Bindung Van der Waalskräfte Dipol-Dipol-Kräfte H-Brücken
Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen Anzahl Elektronen nimmt zu stärkere Van der Waals-Kräfte
Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen
Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen
Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen starke Wasserstoffbrücken Anzahl Elektronen nimmt zu stärkere Van der Waals-Kräfte
Elektronegativität der Elemente Anordnung nach Pauling
Kräfte zwischen Proteinketten Disulfidbrücke Wasserstoffbrücke Ionenbindung Van der Waals-Kräfte
Wasserstoffbrücken zwischen DNA-Strängen
Schmelz- und Siedepunkt intramolekular Atombindung H O zwischenmolekular Je stärker die zwischenmolekularen Kräfte ( ), desto höher der Siedepunkt bzw. Schmelzpunkt des Stoffs.
Aufgabe 5
Aufgabe 6
Aufgabe 7
Alkohol/Wasser Gemische homogen Lösung heterogen Emulsion Oel/Wasser ohne Rühren mit Rühren
Mischbarkeit von Molekularverbindungen stark stark
Diffusion
Mischbarkeit von Molekularverbindungen stark schwach
Entfernung der Trennwand
Mischbarkeit von Molekularverbindungen
Aufgabe 13
14.
14.
Name Formel Art der Verbindung Hauptvalenzen stärkste Neben-valenzen Wasserlöslich-keit Aggregat-zustand bei RT Kohlenstoff dioxid O=C=O Molekularver-bindung polare Atom-bindungen Van-der-Waals-Kräfte schlecht g Aluminiumoxid Al2O3 (2Al3+, 3O2) Salz (Ionenver-bindung) Ionenbindung sehr schlecht s Cu3Au metallischer Stoff Legierung metallische Bindung (Elektronengas) nein Calciumchlorid-hexahydrat [Ca(H2O)6]Cl2 oder CaCl2 6H2O Salzhydrat Ionenbindung zwischen [Ca(H2O)6]2+ und Cl polare Atombindungen zwischen H und O Ion-Dipol-Kräfte zwischen Ca2+ und H2O gut Siliciumcarbid, SiC Atomkristall (Gitter wie bei Diamant) polare Atombindungen