Hvorfor har molekylære forbindelser lave smeltepunkter og kogende i forhold til ioniske stoffer?

Styrken af ​​intermolekylære kræfter bestemmer i høj grad stoffernes smelte- og kogepunkter. Molekylære forbindelser er generelt sammensat af upolære eller svagt polære molekyler, der holdes sammen af ​​relativt svage intermolekylære kræfter, såsom van der Waals-kræfter eller hydrogenbindinger. I modsætning hertil består ionforbindelser af positivt ladede ioner (kationer) og negativt ladede ioner (anioner) holdt sammen af ​​stærke elektrostatiske kræfter (ioniske bindinger).

1. Van der Waals Forces vs. Ionic Bonds:

- Van der Waals-kræfter:Disse kræfter inkluderer London-spredningskræfter, dipol-dipol-kræfter og inducerede dipol-dipol-kræfter. De er relativt svage attraktioner, der opstår som følge af de midlertidige fluktuationer i elektronfordelingen inden for molekyler. Generelt er van der Waals-kræfter svagere end ionbindinger.

- Ionbindinger:Ioniske bindinger er stærke elektrostatiske kræfter, der skyldes fuldstændig overførsel af elektroner fra et atom til et andet, hvilket skaber modsat ladede ioner. Tiltrækningen mellem disse ioner er meget stærkere end de intermolekylære kræfter, der er til stede i molekylære forbindelser.

2. Smelte- og kogepunkter:

- Smeltepunkt:Et stofs smeltepunkt repræsenterer den temperatur, ved hvilken det skifter fra fast til flydende tilstand. Den energi, der kræves for at overvinde de intermolekylære kræfter og tillade molekylerne at bevæge sig forbi hinanden, bestemmer smeltepunktet. Da ionbindinger er betydeligt stærkere end van der Waals-kræfter, kræver ioniske forbindelser mere energi for at bryde deres ionbindinger og smelte, hvilket resulterer i højere smeltepunkter.

- Kogepunkt:På samme måde er et stofs kogepunkt den temperatur, hvorved det går fra en flydende til en gasformig tilstand. Den energi, der skal til for at overvinde de intermolekylære kræfter og omdanne væsken til en damp, bestemmer kogepunktet. Igen fører de stærkere ionbindinger i ionforbindelser til højere kogepunkter sammenlignet med molekylære forbindelser med svagere van der Waals-kræfter.

3. Eksempler:

- Molekylære forbindelser med svage van der Waals-kræfter, såsom metan (CH4), har lave smeltepunkter (-182,5 °C) og kogepunkter (-161,6 °C).

- I modsætning hertil har ioniske forbindelser som natriumchlorid (NaCl), holdt sammen af ​​stærke ionbindinger, meget højere smeltepunkter (801 °C) og kogepunkter (1465 °C).

Derfor fører tilstedeværelsen af ​​svagere van der Waals-kræfter i molekylære forbindelser til lavere smeltepunkter og kogepunkter sammenlignet med ioniske forbindelser med stærke ionbindinger.