Siedetemperaturen im Vergleich

Beim Sieden werden die Moleküle einer Flüssigkeit voneinander getrennt. Je stärker sie sich anziehen, desto höher liegt die Siedetemperatur.

• Hydride:Verbindungen eines Elements mit Wasserstoff, z. B. \(\mathrm{CH_4}\), \(\mathrm{NH_3}\), \(\mathrm{H_2O}\), \(\mathrm{HF}\).
• Van-der-Waals-Kräfte:schwache Anziehung zwischen allen Molekülen — sie wächst mit der Zahl der Elektronen, also mit der Molekülgröße.
• Trend:innerhalb einer Hauptgruppe steigt die Siedetemperatur von oben nach unten.
• Ausreißer:\(\mathrm{NH_3}\), \(\mathrm{H_2O}\) und \(\mathrm{HF}\) sieden viel höher, als der Trend erwarten lässt.

Blende die Reihen der vier Hauptgruppen ein und lege sie übereinander. Schalte dann die Erwartung nach dem Trend dazu und klicke die Stoffe der 2. Periode an.

Halte fest: Nur die Hydride von N, O und F brechen aus dem Trend aus — genau die Stoffe, deren Moleküle Wasserstoffbrücken bilden.

Entscheidend ist nicht nur die Stärke einer Brücke, sondern wie viele Brücken jedes Molekül knüpfen kann.

• Rangfolge:Van-der-Waals-Kräfte < Dipol-Dipol-Kräfte < Wasserstoffbrücken.
• Eine Brücke braucht:ein H-Atom an F, O oder N und ein freies Elektronenpaar — der knappere Partner begrenzt die Zahl.
• \(\mathrm{H_2O}\):2 H-Atome, 2 freie Paare — im Mittel 2 Brücken je Molekül.
• \(\mathrm{HF}\):1 H-Atom, 3 freie Paare — nur 1 Brücke je Molekül, dafür die stärkste.
• \(\mathrm{NH_3}\):3 H-Atome, 1 freies Paar — 1 Brücke je Molekül, und die N–H-Bindung ist am wenigsten polar.

Herleitung: