Основно съдържание
Химична библиотека
Курс: Химична библиотека > Раздел 11
Урок 2: Въведение в междумолекулни сили- Дисперсионни сили (на Лондон)
- Сили дипол-дипол
- Водородни връзки
- Йон-дипол сили
- Междумолекулни сили и парно налягане
- Разтворимост и междумолекулни сили
- Повърхностно напрежение
- Капилярно действие и защо виждаме менискус
- Точка на кипене на органични съединения
- Сравнение на точките на кипене: изпит по химия АР, въпроси с избираем отговор
- Разтворимост на органични съединения
- Изпит по химия 2015 AP въпрос със свободен отговор 2f
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Междумолекулни сили и парно налягане
Парното налягане на една течност е правопропорционално свързано с междумолекулните сили, налични между молекулите му. Колкото по-силни са тези сили, толкова по-ниска е скоростта на изпарение и толкова по-ниско е парното налягане. Създадено от Сал Кан.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.
Видео транскрипция
Дадени са ни четири
различни съединения. Искам да помислиш – ако имаме чиста проба от
всяко от тези вещества, коя от тези чисти проби би имала най-висока точка на кипене,
втора най-висока, трета най-висока и
четвърта най-висока. Спри видеото и опитай
да отговориш на този въпрос. За да отговорим на този въпрос, трябва да определим при кое от тях има най-големи
междумолекулни сили, когато е в течно състояние, защото при големи
междумолекулни сили ще е нужна много енергия, или
по-висока точка на кипене, за да се преодолеят тези
междумолекулни сили и да се премине в
газообразно състояние. Нека помислим за
междумолекулните сили, които сме учили. Ще започна с водородните връзки. Водородни връзки. Можеш да ги разглеждаш като... Всъщност те са най-силни от
дипол-диполните взаимодействия и също така са по-силни от дисперсионните сили (на Лондон). Можем да видим, че диетиловият етер
няма да образува водородни връзки. Не виждаме връзки между водород и кислород, азот или флуор. В етанола има една връзка
кислород-водород. В метанола също има
една връзка кислород-водород. В молекулата на водата има
две връзки кислород-водород. Ако трябва да степенувам приноса
на водородните връзки към междумолекулните сили, щях да поставя водата на първо място, понеже тя може да образува
най-много водородни връзки. Ще поставя метанола и етанола
като равни на второ място. И ще поставя диетиловия етер последен, понеже не може да образува
водородни връзки. Въз основа само на този критерий виждаме, че водата ще има
най-висока точка на кипене. Диетиловият етер ще има
най-ниска точка на кипене. А каква е разликата между
метанола и етанола? Можем да разгледаме
други видове диполни сили, но е трудно да се прецени
от пръв поглед. Техните молекули може да имат
подобни диполни моменти. Можем да помислим за
дисперсионните сили. Ще напиша това с различен цвят. Дисперсиони сили (на Лондон). И ако просто опитаме – всъщност ще ги степенувам всичките. Дисперсионните сили са пропорционални на това колко лесно
се поляризира една молекула, което е пропорционално на
големината на електронния облак, което е пропорционално
на моларната маса. Очевидно е, че диетиловият етер има най-висока моларна маса, следван от етанола, следван от метанола, следван от водата. Откъде знаем това? Буквално можеш да махнеш
няколко атома от диетиловия етер,
и ще получиш етанол. Буквално можеш да махнеш
атоми от етанола, за да получиш метанол. И буквално можеш да махнеш
атоми от метанола, за да получиш вода. Следователно това е
подреждането по моларна маса. Дисперсионните сили няма да променят подреждането на водата спрямо диетиловия етер,
понеже те са по-слаби от водородните връзки. Но те могат да ни бъдат
полезни, за да сравним етанола и метанола. И крайното подреждане съобразно
стойностите на точките на кипене е: най-високата точка на кипене
е на водата, следвана от – тъй като
етанолът спечели – следвана от етанола, следван от метанола, а после следван от – най-ниската точка
на кипене ще е на диетиловия етер. И ако разгледаме реалните данни, те съответстват на това,
което определихме. Можем да видим много ясно, че водата има най-висока
точка на кипене, етанолът е втори, метанолът е трети, а диетиловият етер е четвърти, точно както преценихме ние. Другото интересно нещо тук е – може би ти направи впечатление –
това е така нареченото парно налягане. Може би също така забеляза,
че за парното налягане тенденцията е противоположна
на тази при точките на кипене. Веществата, които имат висока
точка на кипене имат ниско парно налягане, а нещата, които имат
ниска точка на кипене, имат високо парно налягане. Защо разглеждаме
парното налягане и от какво зависи тази закономерност? Няма да се задълбочавам
в темата за парното налягане. Ще има други видеа
за това в Кан Академия. Но само за да получиш представа – представи си един затворен съд. И поставям едно от тези вещества, проба от едно от тези
съединения в течно състояние. Само ще начертая молекулите – очевидно не е нарисувано в мащаб,
тези малки кръгчета са молекулите. Температурата е важна, затова да кажем, че това е
при 20 градуса по Целзий. Може би ти прави впечатление, че
при 20 градуса по Целзий парното налягане е по-ниско
от точката на кипене на всички тези вещества. Молекулите ще са предимно
в течна фаза, но знаем, че не всички
тези молекули се движат с една и съща кинетична енергия. Температурата можеш
да разглеждаш като мярка за средната кинетична
енергия на молекулите, но всички те се сблъскват една с друга в различни позиции, с различни
големини на скоростта и, следователно, различни
кинетични енергии. Отвреме-навреме ще има молекула, която ще се намира на точното място
и с точната кинетична енергия, за да "избяга" и да навлезе
в парите, в газообразно състояние. И това ще продължава да се случва. Но молекулите, които са в
газовата фаза, отвреме-навреме се сблъскват
едни с други и се сблъскват със стените на съда. И отвреме-навреме може да доближат повърхността с точната кинетична енергия
на точното място, така че да бъдат уловени
отново от междумолекулните сили и да преминат в течната фаза. И можеш да си представиш, че това
ще продължава да се случва, молекулите ще преминават
от течността в парата. Но когато количеството на тази пара
стане достатъчно голямо, или можеш да кажеш, че парното налягане
стане достатъчно високо – спомни си – налягането просто е резултат от подскачането на
молекулите в парата, тогава ще бъде достигнато
някакво равновесие. И можеш да си представиш, че веществата, които имат
по-ниска точка на кипене, при които има по-ниски
междумолекулни сили, при тях ще се образува повече пара, така че ще има по-високо парно налягане преди да се достигне до равновесие. От друга страна, веществата, при
които действат високи междумолекулни сили, при тях по-малък брой молекули
ще се откъснат от течната фаза и ще има по-ниско парно налягане, когато стигнем до равновесие. И можеш да видиш това много ясно тук. Ще приключим тук. Упражнихме се малко с всичко, което сме учили дотук, и научихме малко за парното налягане и как то е свързано с
междумолекулните сили и точката на кипене.