分子間力と沸点の比べ方
着眼点①水素結合があるか(F・O・N に結合した H)→ ②分子量が大きいか → ③極性があるか、の順に比べる。
- ファンデルワールス力: すべての分子にはたらく。分子量が大きいほど強い。極性分子は同程度の分子量の無極性分子より強い。
- 水素結合: 電気陰性度の大きい F, O, N に結合した H が、となりの分子の F, O, N に引きつけられる。ファンデルワールス力よりずっと強い。
例題
1
\ce{HF}, \ce{HCl}, \ce{HBr}, \ce{HI} を沸点の高い順に並べよ。
解答
\ce{HF} だけ水素結合をもち最も高い。残りは分子量が大きい順。
答え \ce{HF} > \ce{HI} > \ce{HBr} > \ce{HCl}
答え \ce{HF} > \ce{HI} > \ce{HBr} > \ce{HCl}
2
14族の水素化合物(\ce{CH4}, \ce{SiH4}, \ce{GeH4}, \ce{SnH4})の沸点が、分子量の順にそのまま並ぶのはなぜか。
解答
すべて正四面体形の無極性分子で水素結合もないため、分子量(ファンデルワールス力)だけで決まるから。
確認問題
1
\ce{H2O} と \ce{H2S} で沸点が高いのはどちらか。理由も。
答え
\ce{H2O}。分子量は小さいが分子間に水素結合がある