11.4
Dlaczego cząsteczki o rosnącej masie molowej wykazują tendencję wzrostową w temperaturach wrzenia? Różnicę można przypisać ich siłom międzycząsteczkowym.
Wszystkie substancje mają siły dyspersyjne — najsłabsze oddziaływanie międzycząsteczkowe. Siła sił dyspersji zależy od tego, jak łatwo atomy mogą być spolaryzowane.
Atomy o większych masach mają więcej elektronów i większe chmury elektronów, w których elektrony rozpraszają się swobodniej, co prowadzi do zwiększenia sił dyspersji. Im silniejsze siły, tym więcej energii potrzeba do przerwania oddziaływań między sąsiednimi atomami, co skutkuje wyższymi temperaturami wrzenia.
Wyjaśnia to również, dlaczego wzrost masy molowej w szeregu alkanowym przekłada się na odpowiedni wzrost temperatur wrzenia i topnienia.
Jednak sama masa molowa nie decyduje o sile sił dyspersyjnych.
Pomimo tych samych mas, n-pentan i neopentan mają różne temperatury wrzenia w wyniku ich różnych kształtów.
Prosty n-pentan zapewnia większą powierzchnię do interakcji z sąsiednimi cząsteczkami, podczas gdy sferyczny neopentan ma mniejszą powierzchnię, a co za tym idzie zmniejszone siły dyspersyjne. Prowadzi to do niższej temperatury wrzenia.
Siły międzycząsteczkowe są również kluczowe podczas mieszania cieczy. Ciecze o podobnym typie i wielkości sił międzycząsteczkowych są całkowicie rozpuszczalne we wszystkich proporcjach lub mieszalne.
Weźmy pod uwagę etanol i wodę, z których oba wykazują oddziaływania wiązań wodorowych. Po zmieszaniu cząsteczki etanolu mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, a te dwie ciecze są całkowicie mieszalne.
Natomiast ciecze o różnych typach i wielkościach sił międzycząsteczkowych są nierozpuszczalne lub niemieszające się. Rozważ polarne cząsteczki wody z siłami dyspersji i wiązań wodorowych oraz niepolarne cząsteczki heksanu z samymi siłami dyspersji.
Po zmieszaniu heksan tworzy górną warstwę, a woda tworzy dolną warstwę. Słabsze siły dyspersyjne w heksanie nie mogą konkurować z silniejszymi wiązaniami wodorowymi w wodzie. W związku z tym heksan i woda nie mieszają się ze sobą
Siły międzycząsteczkowe to siły przyciągające, które istnieją między cząsteczkami. Decydują o kilku właściwościach masowych, takich jak temperatura to…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.