Aggregatzustände im Teilchenmodell

Präsentation zum Thema: "Aggregatzustände im Teilchenmodell"—  Präsentation transkript:

1 Aggregatzustände im Teilchenmodell
fest flüssig gasförmig Gitterkräfte Kohäsionskräfte Energiezufuhr Energiezufuhr Energiefreisetzung Energiefreisetzung

2 Schmelz- und Siedepunkt
intramolekular Atombindung H O zwischenmolekular Je stärker die zwischenmolekularen Kräfte ( ), desto höher der Siedepunkt bzw. Schmelzpunkt des Stoffs.

3 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: H: 2.1 DEN = 0.4 Bindungen (fast) unpolar Elektronegativität Cl: H: 2.1 DEN = 0.9 Bindung polar Elektronegativität O: 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+

4 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

5 Van der Waals-Kräfte Elektrostatische Anziehung zwischen temporären, kurzlebigen Dipolen. vorübergehend polarisiertes Heliumatom temporärer Dipol Heliumatom mit symmetrischer Ladungs- wolke

6 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.

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8 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

9 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

10 Aufgabe Benenne folgende Verbindungen Ordne sie nach dem Siedepunkt
Begründe die Reihenfolge 1) 2) 3)

11 -11.5°C Van der Waals-Kräfte schwächer, da verzweigt
Siedepunkt Kräfte 56°C Van der Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Kräfte °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 C4H Elektronen

12 Siedepunkt Kräfte 20°C Van der Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Kräfte °C Van der Waals-Kräfte (Sublimation) Ethanal C2H4O 24 Elektronen Dipol Kohlenstoffdioxid CO2 22 Elektronen kein Dipol

13 H-Brücken Verhältnis DEN aktiv/passiv
2 aktive 1 : passive 4 total 3 aktive 3 : passive 1 aktive 1 : passive H F H F H F H F H F

14 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

15 Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen
Anzahl Elektronen nimmt zu  stärkere Van der Waals-Kräfte

16 Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen

17 Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen

18 Siedepunkte der Nichtmetall-Wasserstoff-Verbindungen
starke Wasserstoffbrücken Anzahl Elektronen nimmt zu  stärkere Van der Waals-Kräfte

19 Elektronegativität der Elemente Anordnung nach Pauling

20 Kräfte zwischen Proteinketten
Disulfidbrücke Wasserstoffbrücke Ionenbindung Van der Waals-Kräfte

21 Wasserstoffbrücken zwischen DNA-Strängen

22 Schmelz- und Siedepunkt
intramolekular Atombindung H O zwischenmolekular Je stärker die zwischenmolekularen Kräfte ( ), desto höher der Siedepunkt bzw. Schmelzpunkt des Stoffs.

23 Aufgabe 5

24 Aufgabe 6

25 Aufgabe 7

26 Alkohol/Wasser Gemische homogen Lösung heterogen Emulsion
Oel/Wasser ohne Rühren mit Rühren

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28 Mischbarkeit von Molekularverbindungen
stark stark

29 Diffusion

30 Mischbarkeit von Molekularverbindungen
stark schwach

31 Entfernung der Trennwand

32 Mischbarkeit von Molekularverbindungen

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34 Aufgabe 13

35 14.

36 14.

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39 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