Warum hat Sauerstoff eine höhere Siedetemperatur als Stickstoff?
Die zweite Frage wäre in welcher Reihenfolge sie bei der fraktionierten Destillation von flüssiger Luft gewonnen werden.
Irgendwie hakt es bei mir gerade mit den Antworten. Es geht um Van-der-Waals-Kräfte, aber so richtig klingelts bei mir nicht.
2 Antworten
Sauerstoff wiegt etwas mehr, 16 u statt 14 u, bzw. 32 u statt 28 u für das Molekül.
Obwohl tatsächlich das Atom etwas kleiner ist müssen die VdW-Kräfte beim Moleküle etwas stärker sein.
Das glaube ich zwar auch, habe aber keine Infos gefunden...
Dass das Sauerstoffatom etwas kleiner ist, liegt an den durch das eine Proton mehr etwas nach unten verschobenen Werten für die potentielle Energie im Atom.
Es wirkt aber eher in dieselbe Richtung, denn dadurch ist auch die Teilchenzahldichte größer. Zudem sind in jedem Molekül zwei Elektronen mehr, was sich positiv auf die VAN DER WAALS- Kräfte auswirkt.
Hallo nopeyfopey,
das Stichwort "VAN DER WAALS- Kräfte" ist gut. Atome bestehen ja aus elektrisch geladenen Teilchen, den Protonen im Kern (außerdem den Neutronen gleicher Masse, aber ohne elektrische Ladung) und den Elektronen, die die Hülle bilden.
Nun sind diese, wie alle Teilchen, nicht kleine "Dinger", die wie Planeten im Miniaturformat den Kern umrunden, sondern elementare Anregungen eines Feldes, in diesem Fall des Elektronenfeldes. Sie bilden stehende Wellen um den Atomkern, die Orbitale.
So könnte man meinen, man habe es mit einer zeitlich konstanten Ladungsverteilung zu tun. Das wäre aber nur bei einem isolierten Atom oder Molekül so. Die Anwesenheit anderer Atome oder Moleküle führt zu ständigem "Ortsmessungen", und dadurch schwankt die Ladungsverteilung zeitlich, und zwar durch Influenz bei benachbarten Atomen und Molekülen gegenläufig.
Dies führt dann doch zu schwachen anziehenden Kräften, eben besagten VAN DER WAALS- Kräften, die aber in Summa stark genug sein können, um selbst Wirbeltieren, namentlich Geckos, ermöglichen, Decken entlang zu laufen.
Das O- Atom hat in der Hülle ein, das O₂- Molekül also 2 Elektronen mehr als das N₂- Molekül, und das verstärkt natürlich die VAN DER WAALS- Kräfte. Das Proton mehr im Kern jedes Atoms vertieft dessen Potentialtrichter und sorgt dafür, dass die Orbitale der Elektronen weniger ausgedehnt sind, was auch noch eine höhere Teilchenzahldichte bedingt.
Hat mich auch erst beim Nachdenken etwas gewundert. Aber das Sauerstoffatom ist kleiner, das Molekül nicht unbedingt, nur 2fach statt 3fach gebunden.