Siedepunkt an Struktur erkennen
Könnt ihr erklären wie man nur anhand der Struktur erkennen kann wie hoch ungefähr der Siedepunkt ist und ob noch andere Sachen wie Löslichkeit also wir wissen auch nicht um welche Verbindung es sich handelt nur welche Elemente das war’s
LG
1 Antwort
Moin,
nein, das kann man nicht erkennen, wenn man nur weiß, welche Atomsorten in einer Verbindung enthalten sind, aber nicht, welche Stoffklasse oder welche konkrete Verbindung vorliegt.
Es reicht nicht einmal eine Summenformel.
Nimm als Beispiel mal die Summenformel C2H6O.
Das könnte Ethanol (CH3–CH2–OH; Siedetemperatur: +78°C) oder Dimethylether (CH3–O–CH3; Siedetemperatur: –24,8°C) sein.
Woher sollst du allein aufgrund der Summenformel wissen, welche der beiden Substanzen gemeint ist?
Aber selbst wenn du die Strukturformeln hättest (an denen du immerhin funktionelle Gruppen und somit Stoffklassen erkennen könntest), wäre es dennoch unmöglich, genaue Siedetemperatur daraus herzuleiten. Du könntest wohl abschätzen, welche der beiden Substanzen eine höhere Siedetemperatur haben wird, aber einen genauen Wert einzuschätzen, wäre auch dann eher nicht möglich.
Methanol und Ethanol sind beides Alkohole. Der eine siedet bei 65°C, der andere bei 78°C. Woran soll man das erkennen?
Du kannst im direkten Vergleich höher siedende und niedriger siedende Substanzen einzuschätzen versuchen, aber selbst das kann irreführend verlaufen.
Ähnliches ist es mit den Lösungsmitteleigenschaften.
Du kannst anhand von Bindungen polare und unpolare Lösungsmittel einteilen (und dementsprechend auf Lösungseigenschaften schließen. Auch ob ein Lösungsmittel protisch oder aprotisch ist, kannst du sehen. Aber ob sich zum Beispiel ein Salz in einem protischen und polaren Lösungsmittel tatsächlich löst, ist damit noch längst nicht klar (denk nur an die wasserunlöslichen Salze, die es gibt).
Fazit:
Du kannst einem Molekül nicht ansehen, welche Siedetemperatur es konkret hat und auch nicht, ob es konkret bestimmte Stoffe löst oder nicht.
Die Löslichkeit ist nur grob einschätzbar und die Siedetemperatur kann höchstens in einem direkten Vergleich grob eingeschätzt werden.
Auf keinen Fall geht das, wenn du nur weißt, welche Elemente in einem Molekül vorkommen.
LG von der Waterkant
Na ja, entscheidend für Siedetemperaturen sind drei Aspekte:
1. Die Masse
Die Masse der Teilchen spielt eine relativ geringe Rolle (schwerere Teilchen benötigen mehr Energieaufwand, um sie so beschleunigen zu können, dass sie die Oberfläche der Flüssigkeit durchschlagen können, um in darüberliegenden Gasraum zu kommen).
2. Der Druck
Der Gasdruck über der Flüssigkeit spielt natürlich eine Rolle und diesmal eine größere als die Masse (Flüssigkeiten sieden in großen Höhen schneller als auf Meeresspiegelniveau, weil der Luftdruck auf einem Berg geringer ist).
3. Die intermolekularen Bindungskräfte
Am wichtigsten ist aber, wie groß die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Teilchen einer Substanz sind. Mit anderen Worten: wie stark halten sich die Teilchen gegenseitig fest.
Hier kannst du folgende (allgemeine) Reihenfolge feststellen:
Am stärksten halten sich Teilchen fest, wenn sie über echte chemische Bindungen festgehalten werden. Das trifft auf Ionenbindungen (Salze) oder Metalle (metallische Bindungen) zu.
Dann folgen Wasserstoffbrückenbindungen. Dazu muss es polare Bindungen zwischen mindestens einem Wasserstoffatom und einem elektronegativeren Bindungspartner geben (N, O, F). Außerdem muss aber zusätzlich der elektronegativere Bindungspartner über freie (nicht-bindende) Elektronenpaare verfügen.
Dann folgen gleich darauf Coulomb-Anziehungskräfte zwischen zwei Permanentdipolmolekülen (Dipol-Dipol-Wechselwirkung)
Dann die Wechselwirkung zwischen einem Permanentdipol und einem induzierten Dipol (van-der-Waals-Kräfte)
Und zum Schluss die Wechselwirkung zwischen zwei induzierten Dipolmolekülen (van-der-Waals-Kräfte).
Anhand der Lewis-Struktur und mit der Kenntnis der funktionellen Gruppen bzw. den Elektronegativitätswerten der beteiligten Atome sowie der Molekülgeometrie kannst du nun Abschätzungen treffen.
Liegt eine polare Bindung vor? Wenn ja, wie groß ist sie? Können Dipolmomente auftreten? Wenn ja, wie groß sind sie? Können sich Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden? Wenn ja, wie viele pro Molekül? Gibt es eher nur unpolare Bindungen, so dass sich höchsten van-der-Waals-Kräfte ausbilden? Und wenn ja, wie viele langgestreckte Molekülbereiche gibt es (mit anderen Worten wie groß sind die van-der-Waals-Kräfte in ihrer Gesamtheit?
All das schätzt du ein und kannst dann verstehen, warum zum Beispiel Ethanol eine höhere Siedetemperatur hat als Dimethylether. Oder warum Decan eine höhere Siedetemperatur hat als Methanol...
Aber wie schon in der Antwort geschrieben, das ist kompliziert und in einer Vielzahl von Fällen kaum möglich; vor allem nicht für chemisch kaum gebildete Leute, die noch lernen...
Tut mir leid, dass ich dir keine hoffnungsvollere Antwort geben kann.
Wie würde das dann gehen wenn man sie vergleichen würde und man hat die Verbindungen in der Lewis schreibweise