Zadanie 9 - strona 74
Zadanie
Rozwiązanie
H2O, HF, CH3OH, NH3
Wyjaśnienie
Wiązanie wodorowe to oddziaływanie międzycząsteczkowe, które powstaje między atomem wodoru jednej cząsteczki a silnie elektroujemnym atomem drugiej cząsteczki.
Tworzy się wtedy, gdy wodór jest połączony bezpośrednio z jednym z trzech pierwiastków: F, O lub N, czyli gdy w cząsteczce występuje wiązanie: H–F, H–O lub H–N.
Mechanizm jest taki: atom F, O lub N silnie przyciąga wspólną parę elektronową, więc wodór uzyskuje częściowy ładunek dodatni, a atom elektroujemny częściowy ładunek ujemny. Dodatnio spolaryzowany wodór jest wtedy przyciągany przez wolną parę elektronową atomu F, O lub N w sąsiedniej cząsteczce.
Wiązania wodorowe podwyższają temperaturę wrzenia i zwykle także temperaturę topnienia, ponieważ cząsteczki są silniej przyciągane do siebie i potrzeba więcej energii, żeby je rozdzielić.
Im silniejsze oddziaływania międzycząsteczkowe, tym trudniej cząsteczkom przejść ze stanu ciekłego do gazowego, dlatego temperatura wrzenia rośnie. Podobnie przy topnieniu trzeba częściowo pokonać oddziaływania między cząsteczkami, więc temperatura topnienia również może być wyższa.
Dobry przykład to H2O. Woda ma znacznie wyższą temperaturę wrzenia niż można by oczekiwać po jej małej masie cząsteczkowej, właśnie dlatego, że między jej cząsteczkami powstaje wiele wiązań wodorowych.
Wiązania wodorowe wpływają też na inne właściwości:
· zwiększają lepkość cieczy,
· zwiększają napięcie powierzchniowe,
· mogą zwiększać rozpuszczalność w wodzie substancji, które same mogą tworzyć z wodą wiązania wodorowe.
Im większa masa cząsteczkowa substancji, tym zazwyczaj silniejsze są oddziaływania między jej cząsteczkami. Większe cząsteczki mają więcej elektronów, dlatego silniejsze są między nimi siły dyspersyjne van der Waalsa. Do rozdzielenia takich cząsteczek potrzeba więcej energii, więc temperatura wrzenia zwykle rośnie wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej.