¿Por qué el bromo es un líquido?

Los dihalógenos [math] \ mathrm {X_2} [/ math] son ​​completamente no polares, y sus atracciones intermoleculares son las fuerzas de Londres que son en gran parte proporcionales al área de superficie molecular.

A medida que avanzas en el Grupo 17, los átomos se hacen más grandes. Esto significa que las áreas de superficie de las moléculas [math] \ mathrm {X_2} [/ math] se agrandan, y las fuerzas de Londres que las mantienen unidas se vuelven más fuertes. Podemos ver esto en los puntos de fusión y ebullición:

Flúor: pf [math] -220 \ mathrm {^ oC} [/ math], bp [math] -188 \ mathrm {^ oC} [/ math]

Cloro: pf [math] -102 \ mathrm {^ oC} [/ math], bp [math] -34 \ mathrm {^ oC} [/ math]

Bromine: mp [math] -7 \ mathrm {^ oC} [/ math], bp [math] 59 \ mathrm {^ oC} [/ math]

Yodo: mp [math] 114 \ mathrm {^ oC} [/ math], bp [math] 184 \ mathrm {^ oC} [/ math]

Fuente: Tabla periódica de elementos de WebElements.

Otra cosa: las fuerzas de Londres también dependen en parte de la capacidad de polarización (la capacidad de los electrones para “desplazarse” dentro de un átomo o molécula). Dado que los halógenos tienen muchos electrones de valencia, sus polarizaciones son inherentemente algo altas. El flúor, que es pequeño y tiene una alta electronegatividad, tiene baja polarizabilidad, pero la polarización aumenta de manera bastante drástica a medida que desciende el Grupo 17, ya que la electronegatividad cae de un precipicio después del cloro. El yodo tiene aproximadamente la misma electronegatividad que el carbono o el hidrógeno.

Estamos discutiendo NTP, temperaturas normales y presiones. Siempre debes dejar eso claro. Para hacer afirmaciones más absolutas, debería hablar sobre cosas como los puntos de ebullición relativos. Entonces, para ser científico, tu pregunta debería preguntarse por qué el punto de ebullición del bromo es tan alto, más alto que la temperatura ambiente. Mientras que para el cloro es más bajo que la temperatura ambiente.

Luego, puede ver una gráfica de puntos de ebullición o un gráfico agradable como la tabla periódica y eso le lleva a un largo camino para responder la pregunta.

Las moléculas diatómicas son comunes para muchos elementos, por ejemplo, H2, N2, O2, F2, donde los electrones se comparten en enlaces covalentes de varios tipos, simples, dobles o triples, para formar una forma electrónica más estable que los átomos aislados. Las estructuras poliatómicas son, por supuesto, posibles, carbono, por ejemplo. Pero estos son accidentes, estamos interesados ​​en las moléculas diatómicas en la actualidad.

Primera fila

H2 – 253

Segunda fila

N2 – 196

O2 – 183

F2 – 188

Tercera fila

Cl2 – 34

Cuarta fila

Br2 +58.8

Hay una clara correlación con el tamaño. Así que el área de superficie efectiva es la idea clave, mientras más grandes son las moléculas, más área de superficie puede interactuar entre ellas y más “pegajosidad” experimentan en las colisiones.

El concepto subyacente tiene una analogía clásica en la electricidad estática, las cargas “similares” se repelen, por lo que una carga negativa que se aproxima “induce” una atracción positiva a medida que aleja los negativos de su molécula objetivo. El plástico o incluso el papel de seda saltarán para adherirse a un peine cargado. Del mismo modo, los diploles inducidos en general crean una adherencia entre las nubes moleculares difusas.

Si observa cómo un trozo de papel de papel salta y se adhiere a un globo de peine o regla, también podría tener la suerte de ver otra cosa, podría saltar de nuevo. Quisiera publicar un video de youtube que muestre que el papel de seda atrae globos, peines o reglas, pero la mayoría de ellos está utilizando trozos de tejido que son demasiado grandes. Supongo que eso se debe a que las personas están tratando de impresionar al usar grandes pedazos de papel para mostrar cómo, “increíble” es el efecto. Así que extrañan, o no saben, la parte más interesante donde los pequeños trozos saltan de nuevo. De hecho, puede obtener un rápido “rebote” de ida y vuelta de un poco de material entre dos superficies. Como un tipo de proceso de descarga lenta.

Pero eso no le sucede a las moléculas, la carga de repuesto puede fluir sobre el papel para provocar una reacción repulsiva, mientras que las cargas están estrictamente ligadas en las moléculas. Límite aún “móvil”.

Desde la distancia, estas moléculas diatómicas son eléctricamente neutras, “no polares”, pero de cerca actúan más como – (+) – nubes dinámicas de carga.

Flourine es un gas porque la fuerza de unión de FF es muy fuerte, mientras que las fuerzas de dispersión de Londres que son responsables del estado gaseoso son muy débiles, ya que las nubes e se mantienen estrechamente debido a la alta electronegatividad del flúor.

El bromo es un líquido porque los electrones están bien separados de los núcleos, por lo que se distorsionan fácilmente. Existen fuerzas intermoleculares intermedias y, por lo tanto, se encuentran en estado líquido.

El yodo es un sólido porque a medida que su tamaño de átomo es más grande, los electrones están tan lejos que la nube de electrones se distorsiona muy fácilmente. Tiene fuerzas de Londres intermoleculares muy fuertes que lo hacen un sólido.

Supongo que quiere decir ‘¿por qué es un líquido en STP [temperatura y presión estándar … a través de la temperatura ambiente y 1 atmósfera].

Debido a que en este rango de temperatura, la energía cinética promedio de los átomos de Br es lo suficientemente alta como para que no estén pegadas entre sí en un sólido, pero lo suficientemente baja para que no estén volando sueltas en un gas.

Cualquier elemento puede ser un líquido en las condiciones correctas. Para el bromo, la temperatura ambiente y la presión estándar son buenas.