Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff: Siedepunkte?
Hallo! Meine Frage ist, wie man die Unterschiede zwischen Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, was die Siedetemperaturen angeht, erklären kann.
Außerdem würde mich interessieren, warum manche Stoffe (z.B. Chlor) gasförmig und andere (wie Iod) fest sind? Was hat es damit auf sich?
Vielen Dank
2 Antworten
Ultimativ hängen Aggregatzustände (oder besser die Änderungen der Aggregatzustände) und die Temperaturzunahme von Stoffen (bei gleichem Druck) nur vom Energietransfer ab.
Man muss also betrachten welche Stoffeigenschaften dazu führen, dass der gleiche Energieeintrag zu verschiedenen Temperaturzunahmen und ultimativ zu verschiedenen Schmelz- und Siedepunkten führt.
Der wichtigste Faktor ist die Masse der betrachteten Teilchen: Ein Teil der zugeführten Energie wird in kinetische Energie, bzw. die Temperatur eines Stoffes ist mit der mittleren kinetischen Energie der Teilchen verknüpft. Kinetische Energie ist eine Funktion von Geschwindigkeit v und Masse,m : E = 1/2v²m. Bei steigendem Energieinhalt steigt damit die Geschwindigkeit (die korrekte Beziehung findet man unter "Maxwell-Boltzmann-Verteilung"). Das heißt bei gleichem Energieeintrag werden masseärmere (im Volksmund: "leichtere") Teilchen schneller als massereiche und damit nimmt auch die Temperatur bei gleichem Energieeintrag schneller zu.
Der nächste Faktor ergibt sich aus den Kohäsionskräften zwischen den Teilchen. D.h. wie sehr die Teilchen aufgrund von elektrostatischen Kräften (Ionenbindung...), Dipolwechselwirkungen (>>>Wasserstoffbrückenbindung) udn /oder Van-der Waals Wechselwirkungen zusammenhängen. Diese Kräfte müssen durch Energiezufuhr erst überwunden werden damit sich die einzelnen Teichen schneller bewegen können. Bei Deinem Beispiel sind es eher die Van der Waals Kräfte die eine Rolle spielen; sie hängen wiederum von verschiedenen Faktoren (Eigenvolumen, Polarisierbarkeit der Molekülbindung..) ab und sind in der Regel nur experimentell sinnvoll bestimmbar (google nach "Van der Waals Gleichung").
Ich denke Du hast die Aussage nicht verstanden oder bringst sie in einen falschen Zusammenhang. Zustandsänderungen ergeben sich bei der gegebenen Fragestellung durch Energiezufuhr. Die Frage ist warum es verschiedene Siedepunkte etc bei verschiedenen Stoffen gibt (i.e. die gleiche Energiezufuhr hat unterschiedliche Auswirkungen auf die verschiedenen Stoffe).
Die Masse bleibt der bestimmende Faktor (insbesondere bei den gegebenen Stoffen).
Die Elektronenhülle spielt nur eine indirekte Rolle, weil sie letztlich die Elektronegativitäten bzw Polarisierung und Polarisierbarkeit von Verbindungen definiert (was den zweiten Teil meiner Antwort betrifft).
Bei extrem niedrig siedenden Verbindungen ist der Masseeinfluß wesentlich größer als die Kohäsionskräfte.
Hier fragen Kleinkinder wie sie das andere Geschlecht auf sich aufmerksam machen können und kriegen Massenfeedback, aber wenn mal wirklich interessante Fragen gestellt werden, wird man gleich kompromittiert. Das hier hilft dir sicher weiter:
http://www.gutefrage.net/frage/warum-haben-stoffe-unterschiedliche-siede--und-schmelzpunkte
Dein erster Satz stimmt nicht. In erster Linie hängt der Aggregatzustand bei einer vorgegeben Temperatur von der Atomstruktur ab - insbesondere von der Anzahl der Elektronen der äußersten Elektronenhülle.