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Aggregatzustände im Teilchenmodell

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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 nur temporäre Dipole permanente Dipole mit H an O, N, F ohne H an O, N, F nur Van der Waals-Kräfte am schwächsten zusätzlich Dipol-Dipol-Kräfte zusätzlich Wasserstoffbrücken am stärksten

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.

7 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

8 -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

9 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

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

11 Elektronegativität der Elemente Anordnung nach Pauling

12 H-Brücken Verhältnis DEN aktiv/passiv
2 aktive 1 : passive im Mittel 4 H-Brücken 3 aktive 3 : passive im Mittel 2 H-Brücken 1 aktive 1 : passive H F H F H F H F H F

13 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 im Mittel - je mehr Stellen insgesamt - je stärker die H-Brücken (d.h. je grösser die Polarität der X-H-Bindung, X: N,O oder F) Van der Waalskräfte Dipol-Dipol-Kräfte H-Brücken

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

15 Aufgabe 5

16 Aufgabe 6

17 Aufgabe 7

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

19

20 Mischbarkeit von Molekularverbindungen
stark stark

21 Mischbarkeit von Molekularverbindungen
stark schwach

22 Mischbarkeit von Molekularverbindungen

23

24 14.

25

26 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


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