Aufgaben

1. Wann liegt ein Dipol vor?

a) Immer wenn ein Molekül aus mindestens 2 Atomen besteht.

b) Bei unterschiedlicher Elektronegativität der Atome innerhalb des Moleküls und zusammenfallenden Ladungsschwerpunkten.

c) Bei einem Unterschied der Elektronegativität von 0,5-1,7 der Atome des Moleküls und getrennten Ladungsschwerpunkten.

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Antwort c) ist richtig.

2. Gibt die Summenformel folgender Moleküle an. Liegt ein Dipol vor oder nicht?

a) Wasser

b) Propan

c) Kohlenstoffdioxid

d) Ammoniak

e) Kohlenstofftetrachlorid

f) Schwefelmonoxid

g) Dichlormonoxid

h) Bortriflourid

i) Methan

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a) $$H2O$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(H)= 2,1 E(O)= 3,5

Differenz der Elektronegativitäten: 3,5-2,1= 1,4 Wasser Es liegt bei Wasser ein Dipol vor, da es getrennte Ladungsschwerpunkte gibt.

b) $$C3H8$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(C)= 2,5 E(H)= 2,1 Differenz der Elektronegativitäten: 2,5-2,1= 0,4 Propan Es liegt bei Propan kein Dipol vor, da die Ladungsschwerpunkte zusammenfallen.

c) $$CO2$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(C)= 2,5 E(O)= 3,5 Differenz der Elektronegativitäten: 3,5-2,5= 1,0 Kohlenstoffdioxid Es liegt bei Kohlenstoffdioxid kein Dipol vor, da die Ladungsschwerpunkte zusammenfallen.

d) $$NH3$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(N)= 3,0 E(H)= 2,1 Differenz der Elektronegativitäten: 3,0-2,1= 0,9 Es liegt bei Ammoniak ein Dipol vor, da es getrennte Ladungsschwerpunkte gibt.

e) $$CCl4$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(C)= 2,5 E(Cl)= 3,0 Differenz der Elektronegativitäten: 3,0-2,5= 0,5 Kohlenstofftetrachlorid Es ligt bei Tetrachlorchlorid kein Dipol vor, da die Ladungsschwerpunkte zusammenfallen.

f) $$SO$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(S)= 2,5 E(O)= 3,5 Differenz der Elektronegativitäten: 3,5-2,5= 1,0 Es liegt bei Schwefelmonoxid ein Dipol vor, da es getrennte Ladungsschwerpunkte gibt.

g) $$Cl2O$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(Cl)= 3,0 E(O)= 3,5 Differenz der Elektronegativitäten: 3,5-3,0= 0,5 Es liegt bei Dichlormonoxid ein Dipol vor, da es getrennte Ladungsschwerpunkte gibt.

h) $$BF3$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(B)= 2,0 E(F)= 4,0 Differenz der Elektronegativitäten: 4,0-2,0= 2,0 Bortriflourid Bei Bortriflourid liegt bei kein Dipol vor, die Ladungsschwerpunkte zusammenfallen.

i) $$CH4$$ Bestimmen der Elektronegativitäten: E(C)= 2,5 E(H)= 2,1 Differenz der Elektronegativitäten: 2,5-2,1= 0,4 Methan Bei Methan liegt kein Dipol vor, da die Ladungsschwerpunkte zusammenfallen.

3. Benenne die Kraft der vorliegenden intermolekularen Wechselwirkung bei folgenden Molekülen:

a) Zwei Schwefeldioxid-Moleküle

b) Zwei Wasserstoff-Moleküle

c) Zwei Methanol-Moleküle

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a) Es liegen Dipol-Dipol-Wechselwirkungen vor.

b) Es liegen Van-der-Waals-Wechselwirkungen vor.

c) Es liegen Wasserstoffbrückenbindungen vor.

4. Welche intermolekulare Kraft ist die stärkste? Nummeriere die folgenden intermolekularen Kräfte von 1 bis 3 (1 ist die stärkste):

a) Dipol-Dipol-Wechselwirkung

b) Van-der-Waals-Kräfte

c) Wasserstoffbrückenbindungen

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  1. Wasserstoffbrückenbindungen

  2. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen

  3. Van-der-Waals-Wechselwirkungen

5. Schreibe die folgenden isomeren Kohlenwassestoffe in der Valenzstrichformel und ordne diese dann nach ihren Siedepunkten.

Zur Auswahl für die Siedepunkte gibt es 9,5°C, 28°C und 36°C.

  • Pentan

  • 2-Methylbutan

  • 2,2-Dimethylpropan

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Nachdem du die Valenzstrichformeln für die einzelnen Moleküle gezeichnet hast, musst du zunächst herausfinden, welche zwischenmolekulare Kräfte bei den Pentan-Isomeren vorherrschen.

Auf jeden Fall gibt es die Van-der-Waals-Kräfte, da es immer zu einer temporären Verschiebung der Ladungsschwerpunkte kommt. Wasserstoffbrückenbindungen dagegen gibt es nicht, da die Moleküle keine freien Elektronenpaare besitzen.

Um herauszufinden, ob es Dipol-Dipol-wechselwirkungen gibt, musst du wissen, ob ein Dipol vorliegt. Also bestimmst du die Elektronegativitäten der einzelnen Atome, nämlich hat das Kohlenstoff-Atom eine Elektronegativität von 2,5 und das Wasserstoff-Atom eine Elektronegativität von 2,2. Die Differenz dieser beiden Elektronegativitäten beträgt nur 0,3, weshalb die Moleküle nicht polar sind und auch keinen Dipol besitzen.

Jetzt weißt du also, dass in den Molekülen nur die Van-der-waals-Wechselwirkungen vorherrschen können. Je größer die Van-der-waals-Kräfte, desto größer ist die Moleküloberfläche. Eine größere Oberfläche bedeutet größere Van-der-Waals-Kräfte und dadurch wird der Siedepunkt größer.

Pentan

Pentan

Das Pentan-Molekül hat insgesamt die größte Oberfläche, deswegen hat es auch von allen Molekülen den größten Siedepunkt, nämlich den bei 36°C.

2,2-Dimethylpropan

2,2-Dimethylpropan

Von allen 3 Molekülen besitzt das 2,2-Dimethylpropan die kleinste Oberfläche, somit hat es auch den kleinsten Siedepunkt, nämlich den bei 9,5°C.

2-Methylbutan

2-Methylbutan

Die Oberfläche des 2-Methylbutan-Moleküls liegt bei allen 3 Molekülen insgesamt von der Größe her in der Mitte, deshalb hat es auch einen Siedepunkt bei 28°C.

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