Chemie

Liebe/-r Experte/-in,

Guten Abend

Ich hätte 2 Fragen zu den molekularen Stoffen:

  1. Warum ist CH3Cl ein Dipol? Wenn man die Struktur anschaut , sieht man , dass ja der Schwerpunkt von den H-Atomen mit C-Atom zusammenfällt , aber nicht mit Cl??

Und wo sind die Atome negativ bzw. positiv partiall geladen???

Bei H-Atome positiv und bei C und Cl negativ ???

  1. Bei unpolaren Molekülen nimmt die Siedetemperatur mit der Elektronenzahl zu.
    Wie ist das bei den Dipolen?? Muss man hier schauen , ob es Wasserstoffbrücken hat, und wenn ja wie viele jedes??

Bsp: H20 und CH3Cl , wo ist die Siedetemperatur höher ???

Wie kann ich das herausfinden??

Ich wäre sehr froh , wenn Sie mir helfen könnten.

Vielen Dank

Grüsse

Aurelio

Hallo Aurelio

CH3Cl ist deshalb ein Dipol, da das Chloratom, im Gegensatz zu den Wasserstoffatomen noch von 3 nichtbindenden, negativgeladenen Elektronenpaaren umgeben ist. Also findet sich am Cl-Atom eine negative Partialladung. negative Partialladung meint eine höhere Dichte an Elektronen auf engem Raum. In diesem Fall die nichtbindenden Elektronenpaare die ein H-Atom gar niicht besitzt. Relativ dazu hat man eine positive partialladung gegenüber.

Wasserstoffbrückenbindungen gibt es eigentlich nur unter beteiligung von Sauerstoffatomen, die ebenfalls von 2 Paar nichtbindende Elektronen umgeben sind. Besser würde man also sagen wasserstoff-Sauerstoff-brückenbindung.
Bei h2o ist somit die anziehung zwischen den wassermolekülen untereinander besonders hoch, sprich sie halten feste zusammen und sieden später.
CH3Cl kann keine H-Brücken ausbilden, auch wenn das chlor freie elektronrnpaare hat. Brückenbindungen nur bei sauerstoff!
Also herrschen hier die schwächeren dipol-dipol kräfte vor. und die substanz siedet leicher, sprich bei geringeren Temperaturen.

Grüße

  1. Warum ist CH3Cl ein Dipol? Wenn man die Struktur anschaut
    , sieht man , dass ja der Schwerpunkt von den H-Atomen mit
    C-Atom zusammenfällt , aber nicht mit Cl??

Richtig! Sobald es zwei Ladungspunkte gibt, die nicht an der gleichen Stelle liegen ist es ein Dipol.

Und wo sind die Atome negativ bzw. positiv partiall geladen???

Das erkennt man am Elektronegativitätswert. Der Steht im Periodensystem. Je höher desto negativer.

Bei H-Atome positiv und bei C und Cl negativ ???

Richtig!

  1. Bei unpolaren Molekülen nimmt die Siedetemperatur mit der
    Elektronenzahl zu.
    Wie ist das bei den Dipolen?? Muss man hier schauen , ob es
    Wasserstoffbrücken hat, und wenn ja wie viele jedes??

Ja, Wasserstoffbrücken sind ein gutes Indiz.

Bsp: H20 und CH3Cl , wo ist die Siedetemperatur höher ???

Wasser, da hier eine ganze Menge Wasserstoffbrücken vorliegen. Die Bindung ist quasi HO…H
Das geht beim CH3Cl natürlich nicht.

Wie kann ich das herausfinden??

Im Tafelwerk sollten die Siedetemperaturen der gängigen Lösemittel drin stehen. Ansonsten halt schauen, ob prinzipiell Wasserstoffbrücken möglich sind. Dann muß man da wiederum die Elektronegativitäten vergleichen.

Ich hoffe ich konnte helfen.
Gruß
Heidi

Hallo Aurelio,

Antwort 1:

Zur Bestimmung von Ladungsschwerpunkten zieht man die Elektronegativitätswerte (stehen im Periodensystem) heran. Die sind ein Maß, wie stark Atome Elektronen anziehen.
Kohlenstoff hat was um 2.5, Chlor 3,16, also zieht Chlor die Elektronen viel stärker an als Kohlenstoff und ist damit partial negativ geladen (polar), da sind die Elektronen am Chlor dichter

Antwort 2:
Polare Wechselwirkungen sind viel schwächer als Wasserstoffbrückenbindungen. D.h. CH3Cl (Chlormethan) ist zwar ein polares Molekül (s.Antwort 1) siedet aber schon bei niedrigen Temp.
Die Wassermoleküle dagegen werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten, man kann schon von geordneten Strukturen sprechen, diese Wechselwirkungen sind viel stärker und betreffen viele Moleküle, deshalb muss man mehr Energie aufbringen die Moleküle zu verdampfen, ergo siedet Wasser erst bei 100°C:

Generell ergibt sich eine Polarität daraus, ob Atome oder Atomgruppen des betreffenden Moleküls starke elektronenziehende Wirkung haben.

Im Falle von CH3Cl und Wasser sind dies CI- bzw. O-Atome, die stehen im Periodesystem sehr weit rechts. (weil denen nur ein bzw. zwei Elektronen zum Edelgaszustand fehlen). Damit haben die eine hohe Elektronegativität, also ein überaus starkes Bestreben, sich die fehlenden Elektronen zu holen.

Bei Wasser geht das soweit, das das Molekül auseinanderreißt, in H+ und OH- spaltet (zu 10e-7 mol pro Liter). In Wasser baut jedes H eine Brücke zu einem O-Atom, ein O-Atom hat zwei besetze (also elektronenreiche) Orbitale, so daß es zwei H-Brücken bildet. Wasser kann also insgasamt in vier Richtungen binden, und zwar tetraedrisch
(Ein polarisiertes H-Atom ist ja fast nur ein nacktes Proton, also hochgradig postiv geladen.)

Das der Siedepunkt bei Chormethan (-27°C) trotz höherer Masse den des Wassers nicht übersteigt,
hat damit zu tun, daß Wasser wegen seiner stärkeren Brückenbindungen ein flüssiges, aber dennoch makromolekulares Gebilde ist (tetraedrisch, Adamantanstruktur) mit vielen stabilen H2O-Gruppen; erst bei 100°C existiert H2O als Einzelmolekül, bei 99 °C schon nur noch als (H2O)n mit n = 2-3.

Chemische-physikalische Daten würde ich am besten zuerst in Wikipedia nachsehen. Da steht eigentlich alles drinnen. Ich nutze aber eher das VCH-Periodensystem.

Antwort teil Zwei, Bücher:

Die „Bibel“ der Chemiker in Deutschland ist der Hollemann-Wieberg. Das ist der ultimative Wissensgeber und für die Betreffenden bis zu Diplomprüfungen zwingend.

Etwas verdaulicher (und leichter) der Mortimer.