Задание по теме «Проанализируйте влияние сил межмолекулярного взаимодействия на свойства веществ (решите задачу с указанным номером). » для УГНТУ

Задачи

3.1.1 Чем отличается взаимодействие между атомами или молекулами за счет вандерваальсовых сил от химического взаимодействия?

3.1.2 За счет, каких связей может осуществиться взаимодействие между молекулами:

а) Н₂ и О₂;        H₂ и Н₂О;

б) NF₃ и BF₃;    HCl и HCl;

г) HF и HF         N₂ и N₂?

3.1.3  Определите, для какого из перечисленных веществ характерна   

наибольшая энергия ориентационного и дисперсионного взаимодействия:

 

Свойство	He	Ar	CO	HCl	NH3	H2O
Дипольный момент, μ, Д	0	0	0,12	1,03	1,5	1,84
поляризуемость,А0	0,20	1,63	1,99	2,63	2,21	1,48

 

3.1.4 Чем объяснить близость температур кипения азота (-195,8°С), кислорода (-183⁰, С) и фтора (-187,9° С)?

Почему намного отличается от них температура кипения хлора (-34° С) ?

          3.1.5 Можно ли образование водородных связей между молекулами рассматривать как результат ориентационного взаимодействия сильнополярных молекул?

          3.1.6 Между молекулами каких веществ могут образовываться водородные связи: HF, HI, H₂O, H₂Te, NH₃, PH₃, CH₄, SiH₄?

3.1.7 Объясните различие во вкладе отдельных видов межмолекулярного взаимодействия в общую энергию этого взаимодействия для приведенных веществ. Проанализируйте зависимость температуры кипения этих веществ от энергии их межмолекулярного взаимодействия.

 

Молекулы	Энергия межмолекулярного  взаимодействия, кДж/моль				Т.кип.,К
	ориентационное	индукционное	дисперсионное	общая
Аr	0	0	8,50	8,50	76
СО	0	0	8,75	8,75	81
HCl	3,31	1,00	16,83	21,14	188
NH3	13,31	1,55	14,74	29,60	239
H2O	36,38	1,93	9,00	47,31	373

 

 

• Чем объяснить разную энергию водородных связей, образуемых молекулами различных веществ? Сравните:

Связь:                   F — H…F-        О — Н…О-         N — H…N-      O — H…N-

Е, кДж/молъ:             25,12-33,5      12,6-29,3          12,6-20,93     16,75-29,3

• Какие из перечисленных явлений можно объяснить формированием прочной водородной связи: 1) кальций взаимодействует с водородом с образованием гидрида кальция; 2) реакция хлора с водородом имеет цепной характер; 3)температура кипения Н₂О выше, чем Н₂S; 4) температура кипения C₇H₁₆ выше, чем C₃H₈? Дайте обоснованный ответ.
  • Объясните причину различия межъядерных расстояний водород-кислород в решетке льда (1 и 1,5 А⁰) и в димере уксусной кислоты ( 1 и 2,76 А ).
  • Объясните закономерности в изменении температур плавления простых веществ: а) в ряду галогенов; б) в ряду простых веществ, образуемых элементами II периода.
  •  Как и почему изменяются температуры плавления и кипения в ряду инертных газов? Какое вещество и почему имеет самую низкую температуру кипения и плавления?
  •  Объясните, почему температура плавления Н₂О значительно выше температуры плавления HF (-83°С), хотя дипольный момент молекулы Н₂О (1,84Д) меньше, чем молекулы HF (1,91 Д).
  •  Проанализируйте влияние межмолекулярной водородной связи на температуру кипения:

а)      гидридов р-элементов V группы;

б)      гидридов р-элементов VI группы;

в)      гидридов р-элементов VII группы.

• Почему происходит резкий скачок в температурах кипения при переходе от галогенида Ш группы к галогениду IV группы:                                              

                  NaF;           MgF₂;           AlF₃;           SiF₄;            PF₅;              SF₆

Т.кип.,°С   1700             2260           1257           — 95            -85               -64

                                                                           

• Чем вызвано увеличение температура кипения и теплоты испарения (ΔН_испар) с ростом порядкового номера элемента — благородного газа?                                                  

                     He            Ne               Аг               Кг                 Xe             Rn

Т.кип.,К:                 4,2             27                 87               120               165             211

ΔН_испар,кДж/моль:  0,084        1,80               6,53            9,04              16,79            16,79

 

• Температуры кипения указанных веществ возрастают монотонно. Объясните это явление.

а)                                  ВF₃                        BCI₃                      ВВг₃

Т. кип,К:                     172                         286                        364

б)                                  NF₃                        PF₃                       AsF₃

Т.кип.,K:                      I44                         178                        336 .

• Чем объяснить уменьшение температура плавления в ряду:

                     Sb – Te — I — Хе соответственно: 631; 450; 113; — 111⁰С?

Как изменяется характер химической связи в твердых веществах в этом ряду?

 

• Объясните близость физических констант СО и N₂ и значительное отличие свойств Ne:

                                                СО                       N₂                        Ne

ΔН_испар, кДж/моль:                6,03                      5,61                       1,80

Т.кип., К    :                           81,7                      77,4                       27

• В каких веществах наблюдаются вандерваальсовы силы взаимодействия?

Какие межмолекулярные взаимодействия возникают в веществах:

 

                        Не         CO₂         SiO₂         CH₄          H₂O         Br₂          NaCl

Т.пл., К:         3,3           —           2000          89          273         267         1073

Т.кип.,К:        4,2         194        2500          111        373         332         1690

 

• Проанализируйте справочные значения температур кипения: СН₄, СН₃С1, СН₂С1₂, СНС1₃, СС1₄.

Сделайте выводы.

• Какое вещество имеет более высокие температуры кипения и плавления:

а) HCOCH₃; б) CH₃COOH; в) С₂Н₂? Дайте объяснения.

• У какого соединения — С₂Н₅ОН или C₂H₅SH — выше температура кипения? Почему? Подтвердите свои выводы справочными данными.
• Объясните причину того, что Н₂О₂ кипит при значительно более высокой температуре (150°С) по сравнению с водой, хотя их температуры плавления близки (0 и -0,46°С)?
• Проанализируйте справочные значения температур кипения для веществ: C₃H₈; CH₃COCH₃; C₂H₅COOH. Сделайте выводы.