Skript 2. MAR 2012/13

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4 Zwischenmolekulare Kräfte Seite 1 4 Zwischenmolekulare Kräfte 4.1 Van-der-Waals-Kräfte Viele Stoffe, die aus unpolaren Molekülen bestehen, begegnen uns als Gase. Kühlt man die Gase jedoch entsprechend ab, so kondensieren sie zu Flüssigkeiten und erstarren schliesslich zu Feststoffen. Das weist darauf hin, dass auch zwischen unpolaren Molekülen und zwischen den Atomen der Edelgase Anziehungskräfte wirken, wenn die Wärmebewegung der Teilchen nicht mehr allzu stark ist. In einem Atom oder in einem Atom eines Moleküls bewegen sich die Elektronen innerhalb bestimmter Räume um den Atomkern. Dabei kann die Ladungsverteilung während ganz kurzer Zeit unsymmetrisch werden, so dass das Atom resp. Molekül als Dipol mit einem positiven (+) und einem negativen (-) Pol erscheint. Man nennt diesen kurzlebigen Dipol auch temporären Dipol. Ist in diesem Moment ein anderes Atom resp. Molekül in der Nähe, wird auch dieses zweite Atom polarisiert. Elektrostatische Kräfte zwischen solchen temporären Dipolen nennt man Van-der-Waals-Kräfte. Da die Elektronen ständig in Bewegung sind, ändert sich die Ladungsverteilung in Atomen und Molekülen fortwährend, so dass diese Anziehungskräfte nur schwach sein können und mit zunehmender Entfernung der beiden Teilchen sehr stark abnehmen. Van-der-Waals-Kräfte zwischen Heliumatomen: Helium-Atom mit symmetrischer Elektronenwolke Vorübergehend polarisierte Helium-Atome - Die Van-der-Waals-Kräfte sind umso grösser, je grösser die Polarisierbarkeit eines Teilchens ist. - Die Polarisierbarkeit ist umso grösser, je grösser die Elektronenzahl und die Oberfläche des Teilchens ist. (Elektronenzahl = Gesamtelektronenzahl, nicht Zahl der Valenzelektronen.) Der Siedepunkt ist ein Mass für die Stärke der zwischenmolekularen Kräfte. Je höher der Siedepunkt, desto stärker die zwischenmolekularen Kräfte. Siedepunkte einiger flüchtiger Stoffe Elektronen Sdp. Elektronen Sdp. Elektronen Sdp. F 2 18 -187° He 2 -269° CH 4 10 -164° Cl 2 34 -34.6° Ne 10 -246° C 2 H 6 18 - 89° Br 2 70 59° Ar 18 -190° C 3 H 8 26 - 42° I 2 106 183° Kr 36 -152° C 4 H 10 34 - 0.5° Aufgaben: 1. Wie lässt sich die Reihenfolge der Siedepunkte bei den Halogenen und den Edelgasen erklären? <strong>2.</strong> Warum hat Propan einen tieferen Siedepunkt als Pentan? 3. Benenne folgende Verbindungen und ordne sie nach dem Siedepunkt:
4 Zwischenmolekulare Kräfte Seite 2 Arbeitsblatt: Zwischenmolekulare Kräfte (Kohäsionskräfte, Gitterkräfte) unpolare Moleküle polare Moleküle ................................. Dipole ............................. Dipole ohne H an O, N, F mit H an O, N, F nur zusätzlich zusätzlich ………………………………...……………………..…..…. …..…………………………… am schwächsten stärker am stärksten 1) Unpolare Moleküle Siedepunkt 68 °C ...................................................................................... ...................................................................................... 2) 36 °C ...................................................................................... ...................................................................................... 3) 27 °C ...................................................................................... ...................................................................................... 4) 10 °C ...................................................................................... ...................................................................................... Van-der-Waals-Kräfte sind umso stärker - je ....................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... - je ....................................................................................................................................... .......................................................................................................................................
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