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Zwischenmolekulare Kräfte und Siedetemperaturen – London, Dipol-Dipol, Wasserstoffbrücken

ChemieChemische BindungAlter 15–16

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Vergleichen Sie echte (gerundete, bei 1 atm) Siedetemperaturen in sechs Reihen: Alkane C₁–C₈, die drei Isomere von C₅H₁₂, HCl – HBr – HI, Stoffe mit M ≈ 44–46 g/mol, Alkohol-Alkan-Paare ähnlicher Masse sowie H₂O und H₂S. Erhitzen oder kühlen Sie und beobachten Sie, wie sich die Moleküle im Teilchenbild beim Überschreiten der Siedetemperatur trennen, während das Balkendiagramm zeigt, welche Stoffe schon sieden; London-Kräfte, Dipol-Dipol-Kräfte und Wasserstoffbrücken sind zwischen den Molekülen eingezeichnet, dazu eine Erklärung, welche Kraft überwiegt.

Lektion: Zwischenmolekulare Kräfte und Siedetemperaturen

Was sie zeigt

Die Siedetemperatur eines molekularen Stoffes hängt davon ab, wie stark sich seine Moleküle anziehen. Die Simulation verbindet ein Teilchenmodell mit echten Siededaten, die jeweils einen Faktor isolieren: Kettenlänge und Elektronenzahl bei den Alkanen, Molekülgestalt bei den Pentan-Isomeren, Polarität gegenüber Elektronenzahl bei HCl, HBr und HI, Dipol-Dipol-Kräfte gegenüber Wasserstoffbrücken bei gleicher molarer Masse sowie Wasser gegenüber Schwefelwasserstoff. Die Daten sind gerundete Tabellenwerte; das Teilchenbild ist schematisch und nicht maßstabsgetreu.

So funktioniert es

Wählen Sie eine Reihe und einen Stoff oder tippen Sie auf einen Balken. Ziehen Sie Temperatur oder klicken Sie auf Erhitzen oder Kühlen und beobachten Sie, wie die Moleküle die Flüssigkeit verlassen, sobald die Siedetemperatur überschritten ist, während der Balken auf Gas wechselt. Aktivieren Sie Anziehung zwischen Molekülen zeigen, um London-Kräfte (grau), Dipol-Dipol-Kräfte (orange) und Wasserstoffbrücken (blau) zu sehen, und lesen Sie die Erklärung unter dem Diagramm.

Einstellbare Parameter

  • Reihe Unverzweigte Alkane C₁–C₈, Die drei Isomere von C₅H₁₂, HCl, HBr, HI, M ≈ 44–46 g/mol: Propan, Dimethylether, Ethanal, Ethanol, Alkohole und Alkane ähnlicher M, H₂O und H₂S
  • Anfangstemperatur -200–150 °C
  • Heiz- und Kühlgeschwindigkeit 2–40 °C/s
  • Anziehung zwischen Molekülen zeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Warum siedet HI bei höherer Temperatur als HCl, obwohl HCl polarer ist?
  2. Ethanol und Dimethylether haben beide die Formel C₂H₆O. Warum unterscheiden sich ihre Siedetemperaturen um mehr als 100 °C?
  3. Welche C₅H₁₂-Isomere sind bei 20 °C flüssig, und wie erklärt die Molekülgestalt das?

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