| Hallo G.,
hier ist unsere Antwort auf Deinen Fragen!
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Die Polarität von Molekülen hängt zunächst von
ihren Dipolmomenten ab.
Vergleicht man die Moleküle CH4, NH3 und
H20 so sind bei allen Wasserstoffatome mit einem elektronegativeren
Zentralatom verbunden.
Stellt man sich nun die Molekülstruktur als Tetraeder vor in dessen
Mitte sich das Zentralatom befindet so wird deutlich , daß sich
im CH4-Molekül die vier C-H -Dipolmomente zu einem Gesamtdipolmoment
0 addiert werden können. Methan ist also unpolar und verfügt
über keinen permanenten Dipol.
Im NH3 -Molekül können nur drei N-H - Dipolmomente
addiert werden.
Im H20 -Molekül können nur zwei N-H - Dipolmomente
addiert werden. (Vektorielle Addition)
Somit hat Wasser das stärkste Gesamtdipolmoment. Neben den polaren
Bindungen tragen auch die einsamen Elektronenpaare zum Dipol bei.
Unpolare Moleküle, die keinen permanenten Dipol aufweisen dürften
daher nicht flüssig oder fest werden können.
Da diese jedoch der Fall ist müssen noch weitere intermolekulare
Kräfte vorhanden sein. Solche Kräfte wurden von Johannes van
der Waals und Fritz London beschrieben und werden als van der Waals- oder
Londonsche Kräfte bezeichnet.
(induzierter Dipol).
Allgemein gilt: Je größer das Molekül, desto stärker
die Kräfte.
So kann man die die Wasserstoffverbindungen der Elemente der 4. Hauptgruppe
(unpolare Moleküle) wie erwartet nach steigendem Siedepunkt ordnen:CH4
<SiH4 <GeH4 <SnH4
Bei den Wasserstoffverbindungen der 5-7 Hauptgruppe findet man diese
regelmäßigkeit nicht!
In diesen Hauptgruppen kommen zu den Londonschen Kräften noch
die Dipol-Dipol-Kräfte. Damit kann man generell die höheren Siedepunkte
als die der Wasserstoffverbindungen der 4. Hauptgruppe erklären.
Jedoch weisen jeweils die ersten Wasserstoffverbindungen einen höheren
Siedepunkt auf als vermutet.
So siedet Wasser höher als Schwefelwasserstoff obwohl Wasser eine
geringere Molekülmasse hat.
Gleiches gilt für NH3 und PH3 sowie
HF und HCl.
Die Erklärung dafür liegt in der starken Bildung von Wasserstoffbrücken.
Die Stärke der WasserstoffbrücKen hängt zwei Faktoren
ab:
1. stärke der Polarität der Bindung zwischen Wasserstoff
und dem Zentralatom.
H-O ist polarer als H-S
2. Das Atom welches sich mit seinem Elektronenpaar an der Wasserstoffbrücke
beteiligt muß relativ klein sein.
Sauerstoff ist kleiner als Schwefel.
Das Abi-Team
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