¿Por qué el H2O es un líquido mientras que HF es un gas a temperatura ambiente?

Answer 1

El agua es un líquido, mientras que muchas moléculas más pesadas como [math] CO_2 [/ math], [math] O_2 [/ math] y [math] N_2 [/ math] son ​​gases. ¿Por qué? Las moléculas de agua son pegajosas . Su afinidad electromagnética entre sí hace que se congelen, donde sustancias más neutras como los componentes diatómicos que inhalamos y exhalamos tienen poca inclinación a licuar.

En ese sentido, las sustancias diatómicas neutras se parecen a los gases nobles como el argón. El nitrógeno líquido es una sustancia muy fría que permanece en su estado líquido entre 63 ° K y 77 ° K. Una vez que su energía cinética molecular supera los 77 ° K, se evapora.

Aunque el argón es un llamado gas noble o inerte, en realidad se funde y vaporiza a una temperatura mucho más alta que el nitrógeno, es decir, 83 ° K para un punto de fusión y 87 ° K para un punto de ebullición. ¿Como puede ser?

El peso molecular del nitrógeno es 28, mientras que el peso atómico del argón es 40. Se necesita más potencia para acelerar un átomo de argón con suficiente potencia para lanzarse a la atmósfera que el mucho más ligero dúo de nitrógeno. El argón también necesita más energía para agitar su estado solidificado en un líquido que el nitrógeno porque el argón más pesado también tiene una mayor densidad.

Este proceso general de cambio de volumen, temperatura y cambio de estado físico se conoce como Principio de Le Chateleir . Piense en las pelotas de ping-pong como átomos neutros en una caja transparente que tiene un botón de control de vibración. Gire el nivel de vibración hasta un cierto nivel y las bolas comenzarán a vibrar y moverse. Eso ilustra la transición de sólido a líquido. Suba el nivel de vibración aún más hasta que las bolas vibrantes comiencen a rebotar fuera de la caja. Esto es similar a la sustancia que alcanza su punto de ebullición.

Las moléculas polares, como el agua, son como pelotas de ping-pong con pequeños imanes en su interior, y toman mucha más energía para comenzar a moverse y rebotar fuera de la caja, por eso tenemos océanos llenos de moléculas de agua livianas y una enorme atmósfera sobre ellas. Lleno de moléculas mucho más pesadas como nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono.

Answer 2

Valdría la pena especificar que el fluoruro de hidrógeno hierve a aproximadamente 20 ° C, por lo que si a temperatura ambiente quiere decir 25 ° C, entonces el fluoruro de hidrógeno será realmente un gas.

Lo importante es que tienen un número diferente de pares solitarios presentes en el átomo más electronegativo.

En el caso del agua, tiene dos átomos de hidrógeno positivos parciales y dos pares de electrones en el átomo de oxígeno, lo que significa que cada molécula de agua puede formar enlaces de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua.

El fluoruro de hidrógeno tiene tres pares de electrones, pero solo un átomo de hidrógeno. Esto significa que, en promedio, no tendrá suficientes átomos de hidrógeno positivos parciales para permitir que la mayoría de las moléculas de fluoruro de hidrógeno se unan en un momento determinado.

Answer 3

El agua tiene dos pares solitarios y dos átomos de hidrógeno en forma doblada, mientras que HF tiene tres pares solitarios y uno de hidrógeno en forma lineal, por lo que un hidrógeno en agua se unirá con un solo par, con una distancia suficiente entre los 4 enlaces de hidrógeno en el agua Debido a su forma doblada, mientras que en HF, las moléculas en el enlace de hidrógeno se agrupan, lo que resulta en un impedimento estérico y debilita los enlaces.