Ikatan hidrogen dan titik didih senyawa hidrida

KimiaIkatan kimiaUsia 15–16

Gunakan di kelas saya

Grafik titik didih sebenarnya dari deret hidrida H₂O–H₂S–H₂Se–H₂Te, HF–HCl–HBr–HI, NH₃–PH₃–AsH₃–SbH₃, dan CH₄–SiH₄–GeH₄–SnH₄ terhadap periode. Peserta didik menampilkan atau menyembunyikan setiap deret dan mengetuk sebuah titik untuk melihat model molekul: H₂O, HF, dan NH₃ memiliki ikatan hidrogen (garis putus-putus) antarmolekul sehingga titik didihnya tinggi secara anomali dibandingkan garis ekstrapolasi, sedangkan H₂S, HCl, dan CH₄ hanya memiliki gaya van der Waals.

Pelajaran: Ikatan hidrogen dan gaya van der Waals

Yang ditunjukkan

Titik didih hidrida golongan 14 sampai 17 digambarkan terhadap periode. Dalam setiap golongan, gaya van der Waals makin kuat seiring bertambahnya ukuran dan massa molekul, sehingga titik didih naik dari periode 3 ke periode 5. H₂O, HF, dan NH₃ menyimpang dari tren ini dan mendidih jauh lebih tinggi daripada perkiraan, karena atom H yang terikat pada atom kecil dan sangat elektronegatif (O, F, atau N) tertarik pada pasangan elektron bebas molekul di sebelahnya: inilah ikatan hidrogen. CH₄ menjadi pembanding karena hidrida golongan 14 tidak membentuk ikatan hidrogen.

Cara menggunakan

Mulailah dengan satu golongan pada Deret yang ditampilkan, lalu aktifkan Tampilkan garis ekstrapolasi (tanpa ikatan hidrogen) untuk melihat titik didih yang diharapkan dari hidrida yang lebih berat. Ketuk satu titik pada grafik, atau pilih Molekul pada model, untuk melihat molekul yang bergerak dengan ikatan hidrogen berupa garis putus-putus, atau hanya dengan gaya van der Waals. Bandingkan H₂O dengan H₂S, dan ganti Satuan suhu antara °C dan K bila perlu.

Parameter yang dapat diubah

  • Deret yang ditampilkan Keempat deret, Golongan 16: H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te, Golongan 17: HF, HCl, HBr, HI, Golongan 15: NH₃, PH₃, AsH₃, SbH₃, Golongan 14: CH₄, SiH₄, GeH₄, SnH₄
  • Molekul pada model H₂O, H₂S, HF, HCl, NH₃, PH₃, CH₄
  • Tampilkan garis ekstrapolasi (tanpa ikatan hidrogen)
  • Satuan suhu °C, K

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa titik didih naik dari H₂S ke H₂Te, tetapi H₂O justru mendidih paling tinggi?
  2. Apakah CH₄ mengikuti tren hidrida golongan 14 lainnya, dan gaya antarmolekul apa yang menjelaskannya?
  3. Berapa ikatan hidrogen yang dapat dibentuk satu molekul H₂O, dan mengapa air mendidih lebih tinggi daripada HF?