zunahme von sidepunkt dichte viskosität mit zunehmender ketten länge( van der waalskräfte?
wieso nehmen die obene genannten eigenschaften, im zusammenhang mit den van der waalskräften, bei zunehmender kettenlänge bzw. oberfläche zu ?
2 Antworten
Siedepunkt und Viskosität hängen unmittelbar davon ab, wie stark sich die einzelnen Moleküle aneinander festhalten.
Dieses Festhalten tun unpolare Moleküle wie Kohlenwasserstoffe nun mal über Van-der-Waals-Kräfte.
Die Dichte (der flüssigen/festen Phase) nimmt übrigens kaum zu, außer bei den allerersten Alkanen. Das liegt daran, dass sich am Anfang das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff in der Verhältnisformel stärker ändert als später. Die extremen Dichteunterschiede zwischen den Gasen hängen von der Zustandsgleichung der Gase ab. (Methan bei Normbedingungen praktisch ideal, Propan und Butan ähnlich wie ein Van-der-Waals-Gas.)
Die Moleküle der Kohlenwasserstoffe sind unpolar. Trotzdem ist der Zusammenhalt zwischen längeren Kohlenwasserstoffketten größer als der zwischen kürzeren Molekülen. Es müssen also Kräfte existieren, die eine Anziehung zwischen augenscheinlich unpolaren Molekülen herstellen. Zum Verständnis dieser Kräfte muss man sich daran erinnern, dass auch ein unpolares Molekül aus geladenen Bausteinen besteht. Die negativen Ladungsträger, die Elektronen, kann man sich als eine Wolke (Elektronenwolke) vorstellen, die sich um die Atomkerne des Moleküls herum erstreckt. Die Verteilung der Elektronen in dieser Wolke ist nicht ständig gleich. Die Elektronen können sich zu bestimmten Zeitpunkten mal mehr in der einen Richtung befinden, mal mehr in der anderen.
Zu solchen Zeitpunkten bildet sich also eine kurzzeitige Polarität in dem Molekül aus, die wiederum prompt eine Ladungsverschiebung in den anliegenden Atomen und Molekülen verursacht.
Bestimmend für die Stärke der Kräfte ist letztlich aber die Größe der Berührungsflächen zwischen den Molekülen. Lange Zick-Zack-Moleküle haben große Berührungsflächen. Sie können deshalb leicht kristallisieren. Durch Verzweigungen werden die Alkanmoleküle kugeliger.
Dadurch wird ihre Oberfläche kleiner, die Berührungsmöglichkeiten mit anderen Molekülen werden reduziert und somit auch die Stärke der Van-der-Waals-Bindung vermindert.