Проаналізуйте графіки та схарактеризуйте вплив водневих зв'язків на фізичні властивості речовин. Поясніть, що спільного й відмінного між речовинами на кожному графіку. Зобразіть схеми утворення водневих зв'язків молекулами цих сполук (між собою та з молекулами води).
Розв’язання
Аналізуємо перший графік (HX): З броміду (HBr) до йодиду (HI) температура кипіння зростає, але для хлористого водню (HCl) вона аномально низька. Для фтористого водню (HF) температура висока через зв'язки.
Аналізуємо другий графік (H2E): Температура кипіння зростає від сірководню до теллуру, але вода має найвищу температуру при найменшій масі.
Спільне: Усі речовини — молекулярні гази або рідини. Відмінне: Наявність водневих зв'язків різко підвищує температуру кипіння порівняно з іншими речовинами схожої маси.
Малюємо схеми для HF: H-F⋯:F¨H (між собою) та H-F⋯:O¨H2 (з водою).
Малюємо схеми для H2O: H-O-H утворює зв'язки між собою та з молекулами HF.
Відповідь:
Спільне: Усі речовини на графіках належать до однієї хімічної групи (HX або H2E). Відмінне: Речовини з водневими зв'язками (HF,H2O) мають температуру кипіння, яка значно вища за очікувану залежно від маси, тоді як у речовин без таких зв'язків температура зростає плавно. Схеми: а) HF⋯HF: Атом H однієї молекули притягується до неподіленої пари атома F іншої молекули. б) H2O⋯H2O: Атоми H води зв'язуються з неподіленими парами атомів O інших молекул. в) Між собою та водою: HF⋯H2O (зв'язок між H фториду та O води) або H2O⋯NH3 (якщо розглядати амоніак, але в умові графіків лише HF та H2O).
Розбір зрозумілий?
§ 3. Водневий зв’язок ................................ 23 Навчальне дослідження 2 «Тепловий ефект розчинення»Завдання 25с. 28
Аналіз графіків температур кипіння
Умова
Проаналізуйте графіки та схарактеризуйте вплив водневих зв'язків на фізичні властивості речовин. Поясніть, що спільного й відмінного між речовинами на кожному графіку. Зобразіть схеми утворення водневих зв'язків молекулами цих сполук (між собою та з молекулами води).
Що треба знати
На графіках показано залежність температури кипіння від відносної молекулярної маси для галогеноводнів (HX) та водневих сполук елементів VI групи (H2E). Водень утворює зв'язки з F,O,N.
💡 Підказка — спробуй спершу сам
Порівняйте положення точок на графіках. Зверніть увагу на аномалію для води (H2O) та фтористого водню (HF) порівняно з іншими речовинами їхніх груп, у яких зв'язки відсутні.
Розв’язання крок за кроком
Аналізуємо перший графік (HX): З броміду (HBr) до йодиду (HI) температура кипіння зростає, але для хлористого водню (HCl) вона аномально низька. Для фтористого водню (HF) температура висока через зв'язки.
Аналізуємо другий графік (H2E): Температура кипіння зростає від сірководню до теллуру, але вода має найвищу температуру при найменшій масі.
Спільне: Усі речовини — молекулярні гази або рідини. Відмінне: Наявність водневих зв'язків різко підвищує температуру кипіння порівняно з іншими речовинами схожої маси.
Малюємо схеми для HF: H-F⋯:F¨H (між собою) та H-F⋯:O¨H2 (з водою).
Малюємо схеми для H2O: H-O-H утворює зв'язки між собою та з молекулами HF.
Відповідь:
Спільне: Усі речовини на графіках належать до однієї хімічної групи (HX або H2E). Відмінне: Речовини з водневими зв'язками (HF,H2O) мають температуру кипіння, яка значно вища за очікувану залежно від маси, тоді як у речовин без таких зв'язків температура зростає плавно. Схеми: а) HF⋯HF: Атом H однієї молекули притягується до неподіленої пари атома F іншої молекули. б) H2O⋯H2O: Атоми H води зв'язуються з неподіленими парами атомів O інших молекул. в) Між собою та водою: HF⋯H2O (зв'язок між H фториду та O води) або H2O⋯NH3 (якщо розглядати амоніак, але в умові графіків лише HF та H2O).