Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom hebben moleculaire verbindingen een laag smeltpunt en kookpunt in vergelijking met ionische stoffen?

De sterkte van intermoleculaire krachten bepaalt grotendeels de smelt- en kookpunten van stoffen. Moleculaire verbindingen zijn over het algemeen samengesteld uit niet-polaire of zwak polaire moleculen die bij elkaar worden gehouden door relatief zwakke intermoleculaire krachten zoals van der Waals-krachten of waterstofbruggen. Ionische verbindingen bestaan ​​daarentegen uit positief geladen ionen (kationen) en negatief geladen ionen (anionen) die bij elkaar worden gehouden door sterke elektrostatische krachten (ionische bindingen).

1. Van der Waals-krachten versus ionische obligaties:

- Van der Waals-krachten:Deze krachten omvatten Londense dispersiekrachten, dipool-dipoolkrachten en geïnduceerde dipool-dipoolkrachten. Het zijn relatief zwakke aantrekkingen die voortkomen uit de tijdelijke fluctuaties in de elektronenverdeling binnen moleculen. Over het algemeen zijn van der Waals-krachten zwakker dan ionische bindingen.

- Ionische bindingen:Ionische bindingen zijn sterke elektrostatische krachten die het gevolg zijn van de volledige overdracht van elektronen van het ene atoom naar het andere, waardoor tegengesteld geladen ionen ontstaan. De aantrekkingskracht tussen deze ionen is veel sterker dan de intermoleculaire krachten die aanwezig zijn in moleculaire verbindingen.

2. Smelt- en kookpunten:

- Smeltpunt:Het smeltpunt van een stof vertegenwoordigt de temperatuur waarbij deze overgaat van een vaste naar een vloeibare toestand. De energie die nodig is om de intermoleculaire krachten te overwinnen en de moleculen langs elkaar te laten bewegen, bepaalt het smeltpunt. Omdat ionische bindingen aanzienlijk sterker zijn dan de van der Waals-krachten, hebben ionische verbindingen meer energie nodig om hun ionische bindingen te verbreken en te smelten, wat resulteert in hogere smeltpunten.

- Kookpunt:Op dezelfde manier is het kookpunt van een stof de temperatuur waarbij deze overgaat van een vloeibare naar een gasvormige toestand. De energie die nodig is om de intermoleculaire krachten te overwinnen en de vloeistof in damp om te zetten, bepaalt het kookpunt. Nogmaals, de sterkere ionische bindingen in ionische verbindingen leiden tot hogere kookpunten vergeleken met moleculaire verbindingen met zwakkere van der Waals-krachten.

3. Voorbeelden:

- Moleculaire verbindingen met zwakke van der Waalskrachten, zoals methaan (CH4), hebben lage smeltpunten (-182,5 °C) en kookpunten (-161,6 °C).

- Ionische verbindingen zoals natriumchloride (NaCl), bij elkaar gehouden door sterke ionische bindingen, hebben daarentegen veel hogere smeltpunten (801 °C) en kookpunten (1465 °C).

Daarom leidt de aanwezigheid van zwakkere van der Waals-krachten in moleculaire verbindingen tot lagere smeltpunten en kookpunten in vergelijking met ionische verbindingen met sterke ionische bindingen.