Fuera de HF, HCl, HBr y HI, ¿cuál tiene el punto de ebullición más alto y más bajo y por qué?

El orden del punto de ebullición es así:
HF> HI> HBr> HCl

Pero lo importante que se debe saber no es el orden en sí, sino por qué ocurrió ese orden. Vayamos a lo básico; la tabla periodica.
Los halógenos en la tabla periódica. Halógeno significa literalmente ‘producir sal’ ya que estos compuestos forman muchas sales

Si se da cuenta, los elementos presentes en los compuestos que dio pertenecen a una familia: los halógenos. Los halógenos son una clase de elementos que incluyen flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astatina (At) en ese orden. Cuando se avanza en ese orden, se agregan nuevas capas de electrones (y también lo hacen los protones y los neutrones) y, por lo tanto, se vuelven “más pesados”. Mantenga esta información por ahora.

Dado que estos halógenos están unidos a hidrógeno, se conocen como haluros de hidrógeno . (Astatine no es generalmente considerado ya que es muy radioactivo)

Los átomos de haluro de hidrógeno dispuestos como HF> HCl> HBr> HI de arriba a abajo

Cuando aumenta el número atómico del elemento, debe asegurarse que su fuerza de atracción también aumenta. Una analogía: un planeta más pesado puede atraer más fuertemente que un planeta más ligero. De todos modos, cuando el número atómico del elemento aumenta, también aumenta el número de electrones presentes en ellos. Estos electrones se mueven constantemente alrededor del átomo. En algún momento, hay más electrones en un lado del átomo que en el otro. Esto crea un desequilibrio de carga, creando una pequeña carga de [math] \ delta + [/ math] y [math] \ delta – [/ math]. Estas pequeñas cargas inducen a sus vecinos a crear cargas adicionales de [math] \ delta + [/ math] y [math] \ delta – [/ math], creando así una larga cadena de dipolos inducidos. Un dipolo es un par de dos cargas opuestas pero iguales separadas por una pequeña distancia. Estos efectos son temporales ya que los electrones pueden moverse todavía. Dado que estos dipolos son inducidos (y, por lo tanto, pueden revertirse), también se conocen como fuerza dipolo inducida o más bien conocidos como Fuerzas de Dispersión de Londres .
Fuerzas de dispersion de londres

Un punto a destacar es que no son realmente fuerzas, sino más bien atracción entre moléculas.

Ahora, debe estar intuitivamente seguro de que más la cantidad de electrones que la cantidad de fuerzas de dispersión de Londres . Esto es verdad; Cuantos más electrones tenga el átomo, mayor será la cantidad de fuerzas de dispersión de Londres y, por lo tanto, mayor la atracción. Cuanto mayor sea la atracción, más energía tendrás que poner para romper los lazos. Si ve la tendencia anterior, el yodo tiene más electrones que el bromo, por lo tanto, tiene una mayor fuerza de atracción entre sus átomos, por lo tanto, tiene un mayor punto de ebullición. Similar para el caso del bromo y el cloro. Por lo tanto, puede colocar el orden de sus puntos de ebullición como:
I> Br> Cl

Por lo tanto,
HI> HBr> HCl
Los puntos de ebullición de los halogenuros de hidrógeno.

Sin embargo, notas una anomalía; HF debe tener un punto de ebullición por debajo del de HCl, entonces ¿por qué tiene el punto de ebullición más alto? Después de todo, el flúor tiene menos electrones que el cloro y, por lo tanto, debería tener menores fuerzas de dispersión de Londres entre ellos. Esto es cierto, pero hay otra razón detrás de eso: la unión de hidrógeno .

Imagen de flúor; se encuentra justo encima de los otros halógenos. Pertenece al período 2, que no tiene muchas conchas para sí mismo. Como tiene menos electrones, debe ser muy pequeño. De hecho, lo es. El flúor es muy pequeño pero tiene una densidad de carga realmente alta. ¿Por qué tiene una alta densidad de carga? Sus electrones externos no están tan protegidos por los electrones internos y tiene 7 electrones externos. (lea más sobre: ​​Efecto de protección) Estos siete electrones se enfrentan a una tremenda atracción de su núcleo, por lo que se “contrae”. Esto hace que el átomo de flúor se contraiga, por lo que aumenta su densidad de carga. Como tal, puede atraer otros electrones a sí mismo cuando está covalentemente unido a otro elemento. Esta propiedad se llama electronegatividad .

Ahora, este efecto es muy fuerte en el caso de átomos más pequeños como el flúor. Cuando el flúor está unido a hidrógeno, atrae a cierta parte de los electrones unidos a sí mismo. Este efecto es lo suficientemente fuerte como para que permanezca así permanentemente, pero como los electrones siempre se están moviendo, debe significar que a los electrones les encanta pasar más “tiempo” con el flúor que con el hidrógeno. Cuando esto sucede, se crea un dipolo permanente ya que los electrones no están distribuidos uniformemente. Como tal, se crean dos cargos en los dos extremos: [math] \ delta + [/ math] y [math] \ delta – [/ math]

Densidad de electrones de alta frecuencia

Como ustedes saben, los cargos se atraen entre sí. Dado que el átomo de flúor es tan electronegativo, esta diferencia de carga debe ser muy grande. Dado que la diferencia es tan grande, este efecto de atracción es muy fuerte. Como tales, estas moléculas de HF comienzan a “agruparse” (ya que se atraen entre sí) en lo que se conoce como enlace de hidrógeno . El enlace de hidrógeno es la atracción entre los átomos altamente electronegativos con el enlace de hidrógeno covalentemente.

Esta atracción es más fuerte que las fuerzas de dispersión de Londres, por lo que la presencia de un enlace de hidrógeno eleva significativamente el punto de ebullición del compuesto. Por lo tanto, HF tiene el punto de ebullición más alto entre los cuatro compuestos.

HF HCl HBr HI estos son los ácidos de los halógenos. Ahora, el punto de ebullición de cualquier líquido depende de su asociación con las moléculas. En este caso, el ácido que tiene el punto de ebullición más alto es HF y el HCl tiene el punto de ebullición más bajo …

La razón es: la electronegatividad de los halógenos según la escala de Pauling se ejecuta como F (4)> Cl (3.5)> Br> I … esta es la razón por la que F en el grupo muestra propiedades de enlace de hidrógeno … Debido a la mayor electronegatividad de F las moléculas de HF permanecen en una larga cadena de moléculas de HF asociadas por enlace de hidrógeno intermolecular …

Así que tiene el punto de ebullición MÁS ALTO …

Ahora, ya que los otros halógenos no pueden mostrar enlaces de hidrógeno … su punto de ebullición se determina sobre la base de su peso molecular. Esto se debe a que para HCl HBr HI, el punto de ebullición está determinado por la fuerza de atracción de van der WAALS que depende de la superficie. área de la molécula … NOW entre HCl HBr y HI, el área de superficie de HI es la más grande y HCl tiene la más baja … así que HCl tiene el punto de ebullición más bajo …

HI> HBr> HCl> HF porque la masa atómica del halógeno disminuye en el mismo orden. Usted vaporizará (más fácilmente se moverá a la fase gaseosa) un elemento más liviano más fácilmente que uno pesado porque la molécula más liviana se mueve mucho más rápido que la molécula más pesada y, por lo tanto, requiere menos energía para separar las moléculas en la fase gaseosa. Si decides leer tu libro de texto por una vez, leerás sobre las fuerzas de Van der Waals: las moléculas grandes tienen más electrones, lo que les imparte un momento dipolar más grande, lo que aumenta la atracción, lo que hace que sea más difícil separarlos para hervirlos. Y aquí estaba pensando que era más fácil mover un objeto pequeño que uno grande, yo y mi sentido común.

Oh, pero te engañé con la respuesta de arriba. Este es difícil, porque la tendencia es poner HF con el punto de ebullición más bajo porque supones que sigue la tendencia de una masa atómica más baja que tiene un punto de ebullición más bajo. Bueno, a menos que ya hayas buscado en Google la respuesta correcta, has asumido incorrectamente. HF es la única de las moléculas que el hidrógeno se enlaza, por lo que agrega otra fuerza que aumenta su punto de ebullición sobre todas las demás. La unión de hidrógeno es una fuerza mucho más fuerte que las fuerzas de van der Waals.

No se preocupe, incluso si se convierte en químico, es poco probable que se pare alrededor del enfriador de agua discutiendo las fuerzas de van der Waals con sus colegas de química. Lo ayudan a comprender el concepto de puntos de ebullición y luego mantendrán el conocimiento en el fondo de su mente y lo utilizarán para intentar parecer inteligentes en la futura versión holográfica de Quora algún día.

¿Por qué el hidrógeno se une cuando los otros no? Me gusta esa pregunta: el signo de un verdadero científico es hacer buenas preguntas. El flúor es pequeño. Por lo tanto, la capa externa de los electrones se ve más afectada por el núcleo positivo y se une más estrechamente. Este enlace estrecho de electrones lo hace más electronegativo debido a una mayor densidad de electrones unida estrechamente al núcleo: la nube de electrones más densa imparte más carga negativa al elemento. Por lo tanto, puede atraer un hidrógeno parcialmente cargado positivamente de otra molécula de HF, dando como resultado enlaces de hidrógeno entre F y H.

Entonces, la respuesta correcta REAL es HF> HI> HBr> HCl.

Por lo tanto, si dejó de leer después de pensar que obtuvo la respuesta correcta en la primera oración, avergüénselo. No lo descubrirás hasta que vuelvas aquí después de fallar en el gran examen para atacarme por darte la respuesta incorrecta, ¿verdad?

Si usted es un profesor de química de la universidad y quiere hacer que los estudiantes se distraigan un poco para poder calificar en una gran curva, solo pídales que expliquen completamente su respuesta cuando escriban el orden de punto de ebullición de estos muchachos. Cualquiera puede memorizar el pedido, pero lo que cuenta es el entendimiento.

Aquí está el laboratorio que va con esta lección. Encuentre alrededor de treinta pesas de 100 libras y otras treinta pesas de 10 libras. Colóquelos en pilas separadas. Etiquete la pila de pesas de 100 libras como HBr y marque las pesas de 10 libras como HCl. Ahora, camine hasta el montón de peso de 100 libras, recoja 1 de ellas y tire suavemente en el aire lo más alto que pueda. Ahora, date un poco de impulso arruinando la pila mientras cargas el peso y lo lanzas por el aire tan alto como puedas.

Repita con el peso de 10 libras.

Registrar todas las observaciones:

  1. ¿Qué altura arrojó el peso pesado inicialmente (pies, estimación)?
  2. ¿Qué tan alto fue con el impulso?
  3. ¿Qué fue diferente acerca del peso más pequeño?
  4. ¿Qué aprendiste?

Con suerte, aprendiste que este experimento horrible fue una pérdida de tiempo. Las fuerzas de van der Waals fueron completamente ignoradas en el experimento. ¿Tal vez repetir con un adhesivo fuerte en los pesos de 100 libras y un adhesivo más débil en los pesos de 10 libras? Entonces, lección final: no hagas algo estúpido solo porque alguien en Quora te diga que lo hagas. Ahora, si me disculpan, necesito ir a decirle a un hombre cómo salir de una habitación sin ventanas ni puertas.

Entre los haluros de hidrógeno (HX; donde X = F, Cl, Br, I), solo el fluoruro de hidrógeno exhibe enlaces de hidrógeno
(fuerza de atracción entre átomos altamente electronegativos como F, O, N y el átomo de hidrógeno)

entre las moléculas, y por lo tanto tiene los puntos más altos de fusión y ebullición de la serie HX.
De HCl a HI aumenta el punto de ebullición. Esta tendencia se atribuye al aumento de la fuerza de las fuerzas intermoleculares de van der Waals, que se correlaciona con el número de electrones en las moléculas.
Pero el enlace de hidrógeno en HF predomina sobre la fuerza de van der Waals en otros haluros de hidrógeno, por lo que HF tiene el punto de ebullición más alto.

El punto de ebullición para los ácidos mencionados es 19.5 ° C HF, -85.05 ° C HCL, -66 ° C HBr y -34 ° C para HI.

El punto de ebullición de un sistema depende de las interacciones intermoleculares. Cuanto mayor sea la fuerza de estas interacciones, mayor es el valor del punto de ebullición.

Ahora, considerando los sistemas anteriores, es decir, HI, HBr, HCl, las interacciones dominantes serían las fuerzas de van der Waals; como el enlace de hidrógeno en estos sistemas es casi imposible (¿por qué puede encontrar en este enlace qué compuesto, HBr, HF, HCl o HI, exhibe enlaces de hidrógeno entre sus moléculas? | Socrático) Por lo tanto, el punto de ebullición de HI es más alto debido a que gran tamaño molecular (las fuerzas de van der Waals intermoleculares serían más fuertes entre las moléculas de gran tamaño en comparación con las fuerzas de van der Waals más pequeñas). Este no es el caso con HF porque las fuerzas dominantes son enlaces en H, que son fuerzas intermoleculares mucho más fuertes que las fuerzas de van der Waal. Por lo tanto, la pb de HF es más alta entre los ácidos enumerados, en contraste con el tamaño molecular más bajo entre las moléculas enumeradas.

El pedido será HF> HI> HBr> HCl

HF tiene el BP más alto debido a la fuerte unión H intermolecular.

El resto contiene una interacción dipolo-dipolo que es directamente proporcional a las fuerzas de Wan Der Wall, por lo tanto, sus pesos moleculares

De ahí este orden ..

HF> HI> HBr> HCl

BP de HF = 19.5 grados centígrados

BP de HI = -34 grados centígrados

BP de HBr = -66 grados celcius

BP de HCl = -85.05 grados centígrados

No sé los valores exactos pero puedo predecir de esta manera:

1. más alto será el peso molecular más alto será su pb, ya que HI debería ser el más alto de todos.

2. Pero el HF no debería ser lo más mínimo, ya que tendrá una tremenda unión de hidrógeno intermolecular H — F. Esto será menor en HI debido a la disminución de la densidad de carga a través del grupo.

HF tiene los puntos de ebullición más altos debido a la muy alta unión de hidrógeno intermolecular.

El HCl tiene el menor punto de ebullición debido a las pequeñas fuerzas intermoleculares de dispersión.

El HCl es el más bajo, mientras que el HF es el más alto debido a los enlaces de hidrógeno