Warum ist Wasser unter 273°K bzw. 0° fest, bzw. schmilzt an dieser Temperatur und nicht bei einer anderen Temperatur?
Klar Butan hat höhere Schmelz- und Siedepunkte weil dann Moleküle dann größer wird und auf ihm stärkere Van-Der-Walls Kräfte wirken aber wie sieht es unabhängig von der Größe mit den verschiedenen Elementen aus warum ist Wolfram hitzebeständiger als Aluminium und Quecksilber schon bei Raumtemperatur flüssig kann man anhand der Protonen und Elektronen eines Elements bzw. dessen Anordnung in einem Moleküls dessen spezifische Schmelz- und Siedepunkte ermitteln, oder ableiten?
3 Antworten
kann man anhand der Protonen und Elektronen eines Elements bzw. dessen Anordnung in einem Moleküls dessen spezifische Schmelz- und Siedepunkte ermitteln, oder ableiten?
Nein, sieht man zum Beispiel am von dir genannten Quecksilber, das als einziges Metall bei RT flüssig ist, während die anderen nahen Vertreter im Periodensystem sehr hoch schmelzend sind.
Bei den Aggregatzuständen bzw. Siede- und Schmelztemperaturen spielen eine ganze Reihe von Faktoren mit rein. Grade bei Molekülen lässt sich das meistens durch Masse und zwischenmolekulare Kräfte ganz gut erklären bzw. abschätzen. Eine allgemein gültige Regel gibt es aber nicht.
Der Unterschied zwischen Aluminium und den schweren Übergangsmetallen lässt sich wahrscheinlich direkt über die Metallbindung begründen. Die schweren Elemente haben salopp gesagt mehr Elektronengas, das die Atome zusammen hält. (Genau genommen müsste man da die Begründung eigentlich auch über die Bänder bzw. MO-Theorie führen)
Den flüssigen Zustand von Quecksilber kann man aber nicht so einfach begründen. Dafür muss man in die Quantenmechanik gehen, denn der niedrige Schmelzpunkt ist relativistischen Effekten geschuldet. Das führt sehr vereinfacht gesprochen wegen der Kombination der voll besetzten Schale mit der Anzahl der Elektronen und Protonen zu einem Zusammenziehen der Elektronenhülle, wodurch die Metallbindung zwischen den Quecksilberatome erheblich geschwächt wird.
Übrigens heißt es nur K nicht °K, das Grad-Symbol wird nur bei Celsius und Fahrenheit geschrieben, nicht bei Kelvin.
Ganz ohne Messwerte? Nein. Die Schrödingergleichung besitzt für ein Wasserstoffatom (Proton und Elektron) noch eine analytisch exakte Lösung. Bereits für drei Teilchen lassen sich solche Lösungen nicht mehr finden. Für die Beschreibung höherer Systeme, z. B. Metallatome oder gar Festkörper wird man also immer auf Näherungen zurückgreifen und Stoffeigenschaften werden durch Messung ermittelt werden müssen. Gäbe es irgendeine Formel mit der sich die Siedetemperatur eines makroskopischen Stoffes im wahrsten Sinne des Wortes exakt berechnen ließe, dann würde diese Formel sicher Bibliotheken füllen und keinen praktischen Nutzen haben.
Bei der Festlegung der Temperaturskala hat man den Gefrierpunkt von Wasser als 0 Grad definiert. Damit friert das Wasser nicht bei Null Grad, sondern die Null Grad liegen deshalb genau dort.
Weil die Intramolekularen Kräfte eben genau so ausgeprägt sind dass sich dieser Schmelzpunkt in Relation zu den anderen Stoffen ergibt.
Ist mir bewusst nur was bringts hier alles bis ins kleinste zu zerpflücken. Die Antwort ist und bleibt weils sich nunmal so ergibt egal welche Faktoren man nun rein nimmt und spätens bei Naturkonstanten ist man bei weils so ist.
Im Bezug auf die Naturkonstanten haben wir unterschiedliche Meinungen
Interesse etwas zu verstehen hat erst dafür gesorgt, das Menschen vor sehr langer Zeit von den Bäumen runtergestiegen sind, um sich etwas genauer anschauen zu können. Das mag sein, dass einige lieber auf dem Baum geblieben wären, aber das betrifft zum Glück ja nicht alle. Also ist es eine gute Frage und es bedarf somit einer guten Antwort. Wenn du die nicht hast, dann schreib einfach nichts und schau von deinem Baum aus nur zu.🙋♂️
Ich bin mir gerade nicht sicher ob die Frage nachbearbeitet wurde oder ich den Text schlichtweg nicht gelesen hatte als ich den Kommentar verfasste.
Ich hatte hier lediglich den Titel im Kopf und darauf passte ja auch deine Antwort.
In Verbindung mit dem Kommentar des TEs ergab sich für mich die Meinung, dass der TE keine Antwort akzeptieren würde, weil du nun mal nur bis zu einer gewissen Tiefe gehen kannst.
Du kannst natürlich erklären welche Kräfte nun dem Wasser die Siedeeigenschaften ergeben die es hat, nur lässt sich dann wieder fragen woher die Kräfte und am Ende ist man nunmal an einem Punkt angelangt den man derzeit nicht erklären kann und eventuell nicht erklären können wird.
So ist zB die Frage warum die Naturkonstanten den Wert haben, den sie haben, durchaus interessant aber vielfach derzeit nicht beantwortbar und eventuell nie beantwortbar.
Insgesamt hat mich die Frage in Verbindung mit dem Kommentar des TE zur Meinung gebracht, dass der TE keine Erklärung als Vollständig erachten wird und daher habe ich auch das Kommentar so verfasst wie es ist. Es gibt nun mal Dinge für die haben wir "noch" keine Erklärung und müssen die eben so hinnehmen.
Die Frage ist warum die Naturkonstanten den Wert haben den sie haben. Das ist natürlich eine Interessante Frage, aber größtenteils auch unbeantwortete Fragen, auf die man keine Antwort kennt und eventuell auch nie kennen wird.
Solange man keine Antwort kennt muss man sich nun mal wohl oder übel damit abfinden dass es so ist wie es ist und wenn mans nicht akzeptiert muss man selbst daran forschen.
Ja das stimmt ich bin ein pessimistischer Perfektionist der mit nichts jemals vollständig zufrieden ist aber jedem das seine xD
Naja es hatte auf mich zu beginn lediglich den Anschein. In Verbindung mit dem Text der Frage glaube ich das nicht mehr. War eine Fehleinschätzung meinerseits.
Wasser hat einen spezifischen relativen Schmelz und Siedepunkt zu anderen Stoffen warum genau dieser, das die Skala nach dem Gefrierpunkt von Wasser erstellt wurde das beantwortet aber ja trotzdem die Frage nicht