Allgemeine Chemie
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Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

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Alt 30.10.2009, 22:13   #1   Druckbare Version zeigen
redbull2020  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 78
Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

Hallo,
bin mal wieder am Chemie-pauken (für Bio-Grundkurs).

Was die Ursache für die Siedetemperaturen bei den Wasserstoffverbindungen der Elemente der 4., 6., 6. und 7. Hauptgruppe ist mir meistens klar.

4. Hauptgruppe --> nur Van der Waals Kräfte --> Zunahme mit zunehmender Elektronenzahl etc.

7. Hauptgruppe --> Dipol-Dipol Kräfte sind dominierend (HF natürlich Wasserstoffbrückenbindungen)

6. Hauptgruppe --> größte Dipolmomente (-> größte Sdpt.) (wasser = Wasserstoffbrückenbindungen)

5. Hauptgruppe --> Ammoniak = Wasserstoffbrückenbindungen

Ein paar Fragen habe ich aber dennoch:

a) Herrschen bei den Wasserstoffverbindungen der 5. Hauptgruppe (außer Ammoniak) nur van der Waals Kräfte? Ich habe gelesen, dass zwischen allen H-Verbindungen außer denen, der 4. Hauptgruppe Dipol-Dipol Kräfte bestehen, aber können diese nicht nur zwischen polaren Stoffen bestehen?
(z.B. PH3 EN-Differenz = 0)

b) Warum besitzten die Verbindungen der 6. HG die größten Dipolmomente? Ich habe dies nur gelsen, mir ist aber nicht klar warum.

c) warum ist der Abstand der Sdpt. zwischen Methan und Siliziumwasserstoff so groß?

Ein entsprechendes Bild gibt es hier http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/0/0e/Sdp4.png

Wäre nett wenn ihr mir helfen könntet, leider bearbeiten wir diese Themen nicht im Unterricht, sondern jeder Schüler stellt verschiedene Chemische Grundlagen vor.
redbull2020 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 31.10.2009, 14:37   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 13.685
AW: Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

a) Wenn En Differenzen da sind gibt es Dipolkraefte, sonst halt nur Van de Waals.

b) Wie sind denn diese molekuele geometrisch aufgebaut? Das erklaert es.

c) Methan ist ein kleiner kompakter Tetraeder. Silan ist schon viel groesser und so ist der Siedepunkt hoeher.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 31.10.2009, 15:38   #3   Druckbare Version zeigen
redbull2020  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 78
AW: Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

Vielen Dank für die Antwort.

Zitat:
a) Wenn En Differenzen da sind gibt es Dipolkraefte, sonst halt nur Van de Waals.
Das ist mir klar, hatte ich schon vermutet.

Zitat:
b) Wie sind denn diese molekuele geometrisch aufgebaut? Das erklaert es.
Da wir die Dipol-Dipol Wechselwirkungen nie genau behandelt haben, geschweige denn Dipolmoment, kann ich das nur vermuten. Ich habe gelesen, dass das Dipolmoment definiert ist als das Produkt aus der Ladung und dem Abstand von positiver und negativer Ladung.
Wie das im einzelnen auszurechnen ist weiß ich nicht, aber könnte es daran liegen, dass z.B. der Abstand der Te-H Gruppe bei Telurwasserstoff einen Abstand von 169pm oder die Se-H Gruppe bei Selenwasserstoff 146pm ist?
Ich weiß nicht ob, diese Werte besonders groß einzuordnen sind, aber wenn, dann wäre das eine Erklärung für ein großes Dipolmoment.
Noch eine kleine Zwischenfrage, ist es richtig, dass die Oktettregel bei Molekülen wie Selenwasserstoff oder Telurwasserstoff nicht gilt und diese neben den beiden bindenden Elektronenpaaren keine freien besitzten?

Zitat:
c) Methan ist ein kleiner kompakter Tetraeder. Silan ist schon viel groesser und so ist der Siedepunkt hoeher.
Dass Methan größer ist als Silan ist mir klar, da Elektronenzahl und molare Masse steigen, was ich aber nicht genau weiß, welches dieser beiden gibt denn nun eigt die Größe an?
Was mich sehr verwirrt hat ist, dass ich gelsen habe, dass Die Atome innerhalb einer Periode von der 1. zur 7. HP kleiner werden (Stärkere Anziehungskräfte zwischen Kern und Hülle), mit einem Blick ins Periodensystem fällt mir aber auf, dass die Atommasse zunimmt. Besteht dort kein Zusammenhang?
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Alt 31.10.2009, 16:12   #4   Druckbare Version zeigen
redbull2020  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 78
AW: Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

Zitat:
Was mich sehr verwirrt hat ist, dass ich gelsen habe, dass Die Atome innerhalb einer Periode von der 1. zur 7. HP kleiner werden (Stärkere Anziehungskräfte zwischen Kern und Hülle), mit einem Blick ins Periodensystem fällt mir aber auf, dass die Atommasse zunimmt. Besteht dort kein Zusammenhang?
HP=HG (Hauptgruppe)
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Alt 31.10.2009, 16:15   #5   Druckbare Version zeigen
5gon12eder Männlich
Mitglied
Beiträge: 152
AW: Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

Zitat:
Zitat von redbull2020 Beitrag anzeigen
Da wir die Dipol-Dipol Wechselwirkungen nie genau behandelt haben, geschweige denn Dipolmoment, kann ich das nur vermuten. Ich habe gelesen, dass das Dipolmoment definiert ist als das Produkt aus der Ladung und dem Abstand von positiver und negativer Ladung.
Wie das im einzelnen auszurechnen ist weiß ich nicht, aber könnte es daran liegen, dass z.B. der Abstand der Te-H Gruppe bei Telurwasserstoff einen Abstand von 169pm oder die Se-H Gruppe bei Selenwasserstoff 146pm ist?
Ja, ein Dipolmoment ist analog zum Drehmoment (= Kraft x Abstand) als Ladung x Abstand definiert. In einem etwas antiquierten Modell der chemischen Bindung könntest Du es Dir etwa so vorstellen:

Nehmen wir als Beispiel das H-Cl Molekül mit einer Einfachbindung zwischen dem Wasserstoff- und dem Chloratom. Wir können uns das Molekül für diesen Zweck als ein H+ und ein Cl+ Ion vorstellen, die als starre Kugeln mit einem Stab (der Bindung) verbunden sind.

Auf diesem "Stab" liegen jetzt die beiden Elektronen. Liegen diese genau in der Mitte, so ergibt sich ein Dipolmoment von 0. (Abstand zum H-Atom mal 1e - Abstand zum Cl-Atom mal 1e = 0). Im anderen extrem liegen beide Elektronen ganz beim Cl+, das dadurch logischerweise ein Cl- wird. In diesem Fall haben wir das maximale Dipolmoment von Bindungslänge mal 1e.

Das tatsächliche (gemessene) Dipolmoment wird irgendwo zwischen diesen Extrema liegen. Dividiert man das gemessene durch das (theoretische) maximale Dipolmoment, so bekommt man eine Zahl zwischen 0 und 1, die man (üblicherweise in Prozent angegeben) als den "ionischen Charakter" einer Bindung bezeichnet.

Messen kann man das Dipolmoment (zumindest bei zweiatomigen Molekülen) am einfachsten, indem man misst, wie sehr es als Dielektrikum die Kapazität eines Kondensators beeinflusst. (Je ionischer, desto mehr.)

Diese Vorstellung hält einer quantenmechanischen Betrachtung natürlich nicht stand. Hier delokalisiert man ja alle Elektronen über das gesamte Molekül. Eine (nicht ganz exakte) qualitative Vorstellung bekommt man, wenn man sich die Bindung als Deformation der Elektronenhüllen der Atome vorstellt. Man stellt sich vor, die Elektronenhülle großer Atome sei leichter deformierbar. (Auch oft "weicher" genannt.) Daher lassen sie sich deutlich besser polarisieren.

Zitat:
Zitat von redbull2020 Beitrag anzeigen
Was mich sehr verwirrt hat ist, dass ich gelsen habe, dass Die Atome innerhalb einer Periode von der 1. zur 7. HP kleiner werden (Stärkere Anziehungskräfte zwischen Kern und Hülle), mit einem Blick ins Periodensystem fällt mir aber auf, dass die Atommasse zunimmt. Besteht dort kein Zusammenhang?
Nimm als Beispiel etwa C und F. Im Kohlenstoff Atom sind 6 Protonen im Kern, die 6 Elektronen in den [He]2s²2p² Orbitalen anziehen. Im Fluor dagegen ziehen 9 Protonen 9 Elektronen in den [He]2s²2p4 Orbitalen an. Die beiden zusätzlichen Elektronen in den 2p Orbitalen liegen jedoch orthogonal zu und nicht etwa über den anderen 2p Elektronen und vergrößern dadurch den Radius nicht. Deshalb hat C einen Radius von 0.77 und F von 0.64 A. Der Radius nimmt erst beim Natrium wieder zu, wenn die 2p Orbitale voll sind und mit der Besetzung der 3s begonnen wird.

LG
5gon12eder ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 31.10.2009, 21:03   #6   Druckbare Version zeigen
redbull2020  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 78
AW: Siedepunkte Wasserstoffverbindungen

Vielen Dank
du hast mir schonmal sehr geholfen.
redbull2020 ist offline   Mit Zitat antworten
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