Wasserstoffbrücken und Siedetemperaturen der Hydride
ChemieChemische BindungAlter 15–16
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Als Nächstes in Chemische Bindung
Diagramm der tatsächlichen Siedetemperaturen der Hydrid-Reihen H₂O–H₂S–H₂Se–H₂Te, HF–HCl–HBr–HI, NH₃–PH₃–AsH₃–SbH₃ und CH₄–SiH₄–GeH₄–SnH₄ in Abhängigkeit von der Periode. Die Lernenden blenden einzelne Reihen ein oder aus und tippen auf einen Punkt, um ein Molekülmodell zu sehen: H₂O, HF und NH₃ bilden Wasserstoffbrückenbindungen (gestrichelt) zwischen ihren Molekülen und sieden deshalb ungewöhnlich hoch im Vergleich zum extrapolierten Trend, während zwischen H₂S-, HCl- und CH₄-Molekülen nur Van-der-Waals-Kräfte wirken.
Lektion: Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte
Was sie zeigt
Die Siedetemperaturen der Hydride der Gruppen 14 bis 17 sind gegen die Periode aufgetragen. Innerhalb jeder Gruppe werden die Van-der-Waals-Kräfte mit Größe und Masse der Moleküle stärker, daher steigt die Siedetemperatur von Periode 3 bis Periode 5. H₂O, HF und NH₃ fallen aus diesem Trend und sieden viel höher als erwartet, weil ein H-Atom, das an ein kleines, stark elektronegatives O-, F- oder N-Atom gebunden ist, von einem freien Elektronenpaar eines Nachbarmoleküls angezogen wird: eine Wasserstoffbrückenbindung. CH₄ dient als Vergleich, denn die Hydride der Gruppe 14 bilden keine Wasserstoffbrücken.
So funktioniert es
Beginnen Sie mit einer einzelnen Gruppe unter Angezeigte Reihen und aktivieren Sie Extrapolierte Gerade anzeigen (ohne Wasserstoffbrücken), um die aus den schwereren Hydriden erwartete Siedetemperatur zu sehen. Tippen Sie auf einen Punkt im Diagramm oder wählen Sie ein Molekül im Modell, um die bewegten Moleküle mit gestrichelten Wasserstoffbrücken oder nur mit Van-der-Waals-Kräften zu sehen. Vergleichen Sie H₂O mit H₂S und wechseln Sie bei Bedarf die Temperatureinheit zwischen °C und K.
Einstellbare Parameter
- Angezeigte Reihen Alle vier Reihen, Gruppe 16: H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te, Gruppe 17: HF, HCl, HBr, HI, Gruppe 15: NH₃, PH₃, AsH₃, SbH₃, Gruppe 14: CH₄, SiH₄, GeH₄, SnH₄
- Molekül im Modell H₂O, H₂S, HF, HCl, NH₃, PH₃, CH₄
- Extrapolierte Gerade anzeigen (ohne Wasserstoffbrücken)
- Temperatureinheit °C, K
Fragen zum Erkunden
- Warum steigt die Siedetemperatur von H₂S zu H₂Te, während H₂O am höchsten siedet?
- Folgt CH₄ dem Trend der übrigen Hydride der Gruppe 14, und welche zwischenmolekularen Kräfte erklären das?
- Wie viele Wasserstoffbrücken kann ein H₂O-Molekül bilden, und warum siedet Wasser höher als HF?
