Die Van-der-Waals-Wechselwirkung?
Kann jemand erklären warum Fluor und Chlor bei Raumtemperatur gasförmig sind, Brom aber flüssig und Iod fest ist? Am besten für dummies haha
2 Antworten
Hallo ButschiCC
durch die Bewegung der Elektronen in den Atomen kann sich bei ungleichmäßiger Verteilung der Elektronen spontan und kurzzeitig ein Dipol bilden. Bei einem anderen Atom in dessen Nähe wird dadurch ein ebenfalls zeitlich begrenzter Dipol induziert. Als Folge davon ziehen sich die Atome an. Entfernen sich die Atome, verschwinden die Dipolmomente wieder und es tritt der ursprünglich Zustand wieder ein, bis sich der Vorgang der Dipolbildung wiederholt.
Hier im Bild mit Erklärung dargestellt:
https://slideplayer.org/slide/212670/1/images/59/Van-der-Waals-Kräfte.jpg
Dieses Verhalten gilt auch für die Atome in den 2-atomigen Halogenmoleküle.
Vom Fluor zum Iod nimmt der Radius und die Zahl der Elektronen zu. Bei einem kleinen Atom wie Fluor mit seinen wenigen Elektronen führt die Bewegung der Elektronen weit weniger zu einem Dipol als bei einem größeren Atom wie Iod. Die gleichzeitig angestiegene Zahl der Protonen im Kern, die beim Fluor klein ist und sehr stark anziehend auf die wenigen Elektronen wirkt, wirkt sich beim Iod weit weniger aus, weil kernnahe Elektronen die Anziehung des Kerns auf die äußeren Elektronen stark abschirmen. Eine ungleiche Elektronenverteilung ist bei größeren Atomen viel wahrscheinlicher als bei kleineren Atomen.
Anders ausgedrückt:
Größere Atome sind leichter polarisierbar als kleinere Atome und Van-der-Waals-Kräfte sind bei größeren Atomen stärker als bei kleineren.
Dies ist ein Grund für den unterschiedlichen Aggregatzustand der Halogen.
Der zweite Grund ist die zunehmende Masse der Halogene, die beim Iod gegenüber Fluor ungefähr um den Faktor 6 vergrößert ist.
atomare Massen von F bis I:
Fluor: 18,99 g/mol
Chlor: 35,45 g/mol
Brom: 79,90 g/mol
Iod: 126,90 g/mol
LG
Aber kann man das vielleicht noch ein bisschen allgemeiner ausdrücken? Sodass das mit 4-5 Sätzen gut erklärt ist? Das wäre toll. Ansonsten, vielen vielen Dank für die ausführliche Erklärung!
Wenn du auf die mehr allgemeine Erklärung zu spontanen Dipolen verzichten kannst, reicht eigentlich der Teil (mit zwei kleinen Ergänzungen als Beispiele) hier:
Größere Atome z.B. Iod sind leichter polarisierbar als kleinere Atome, z.B. Fluor und Van-der-Waals-Kräfte sind bei größeren Atomen stärker als bei kleineren.
Dies ist ein Grund für den unterschiedlichen Aggregatzustand der Halogen.
Der zweite Grund ist die zunehmende Masse der Halogene, die beim Iod gegenüber Fluor ungefähr um den Faktor 6 vergrößert ist.
Die vdW-Wechelwirkung steigt (ceteris paribus) mit der Anzahl der Elektronen, weil ja jedes Elektron mit jedem des anderen Moleküls wechselwirken kann. Beim Iod sind einfach pro Molekül viel mehr Elektronen da als beim Fluor, also haften die Moleküle stärker aneinander, also liegen Schmelz- und Siedepunkte höher.
Wow vielen dank