Miksi metaanin eli maakaasun kiehumispiste (–162 °C) on huomattavasti alhaisempi kuin veden kiehumispiste (100 °C)? Miksi happi ja vety ovat kaasuja,

Esitys aiheesta: "Miksi metaanin eli maakaasun kiehumispiste (–162 °C) on huomattavasti alhaisempi kuin veden kiehumispiste (100 °C)? Miksi happi ja vety ovat kaasuja,"— Esityksen transkriptio:

1

2

3

4 Miksi metaanin eli maakaasun kiehumispiste (–162 °C) on huomattavasti alhaisempi kuin veden kiehumispiste (100 °C)? Miksi happi ja vety ovat kaasuja, mutta niistä muodostuva vesi on neste huoneen lämpötilassa? Miksi vesi liuottaa hyvin sokeria, mutta ruokaöljy ei liukene veteen? Molekyyliyhdisteiden ja alkuainemolekyylien erilaiset ominaisuudet, kuten olomuoto, sulamis- ja kiehumispiste sekä vesiliukoisuus, voidaan selittää sillä, ovatko molekyylit poolisia vai poolittomia ja miten vahvoilla sidoksilla molekyylit liittyvät toisiinsa.

5 Poolittomista molekyyleistä koostuva metaani (CH4) on huoneen lämpötilassa kaasu. Kaasuja ovat myös poolittomista molekyyleistä koostuvat alkuaineet happi (O2), typpi (N2) ja vety (H2). Näiden aineiden hyvin alhainen kiehumispiste selittyy sillä, että molekyylit sitoutuvat toisiinsa erittäin heikoilla kemiallisilla sidoksilla, joita kutsutaan dispersiovoimiksi. Mitä enemmän molekyylin atomeissa on elektroneja eli mitä suurempia molekyylit ovat, sitä enemmän molekyylien välille muodostuu dispersiovoimia. Molekyylin koko ja sitä kautta dispersiovoimien määrä vaikuttavatkin muun muassa aineen sulamis- ja kiehumispisteeseen. Esimerkiksi pienimolekyylisin hiilivety, metaani (CH4), on huoneen lämpötilassa kaasu, mutta suurempimolekyylinen oktaani (C8H18) on neste. Vaikka jalokaasut ovat yksiatomisia aineita, dispersiovoimat vaikuttavat myös niissä.

6 Dipoli-dipolisidoksia syntyy esimerkiksi poolisten vetykloridimolekyylien (HCl) välille. Dipoli-dipolisidosten muodostuminen näiden molekyylien välille selittää muun muassa sen, että vetykloridin kiehumispiste (–85 °C) on huomattavasti korkeampi kuin poolittomista molekyyleistä koostuvan metaanin (–164 °C). Vaikka poolisissa molekyyleissä dipoli-dipolisidos onkin pääasiallisin molekyylien välinen sidosvoima, vaikuttavat näidenkin molekyylien välillä myös hetkellisistä dipoleista eli elektronien jatkuvasta liikkeestä syntyvät dispersiovoimat. Siksi myös molekyylien koko vaikuttaa poolisten molekyylien sulamis- ja kiehumispisteisiin.

7 Vetysidos, dipoli-dipolisidoksen erikoistapaus
syntyy sellaisten molekyylien välille, joissa vetyatomi on liittynyt kovalenttisesti pienikokoiseen, hyvin elektronegatiiviseen epämetalliatomiin. Nämä ehdot täyttäviä atomeja ovat happi, typpi ja fluori. Vetysidoksia muodostuu esimerkiksi vedessä (H2O), ammoniakissa (NH3) ja vetyfluoridissa (HF). Vetysidokset ovat vahvimpia molekyylien välisiä sidoksia, mutta ne ovat kuitenkin huomattavasti heikompia kuin atomien väliset kovalenttiset sidokset tai ioni- ja metallisidokset.

8

9

10

11