מולקולות קטנות: הבדל בין קשרים לכוחות אינטראקציה מולקולריים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| intermolecular force/ˌɪntəməˈlekjʊlə fɔːs/ | כוח אינטרא-מולקולרי |
| small molecule/smɔːl ˈmɒlɪkjuːl/ | מולקולה קטנה |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- מים יכולים לקרוח מבלי להתפרק למימן וחמצן. השינוי מפריד בין מולקules בעוד הקשרים הקוולנטיים בתוך כל מולקולה נותרים.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- חומרים מולקולריים קטנים לעיתים קרובות בעלי נקודות התכה והרמה נמוכות יחסית והם לעיתים קרובות גזים או נוזלים. קשרים קוולנטיים חזקים מחזיקים את האטומים בתוך כל מולקולה, אך כוחות בינ-מולקולריים חלשים יותר פועלים בין המולקולות. התכה או הרמה גוברים על הכוחות המשיכה החלשים הללו, ולא שבורים את כל הקשרים הקוולנטיים. חומרים מולקולריים ניטרליים טיפוסיים אינם מוליכים משום שאין להם חלקיקים טעונים ניידים.
- כוח בינ-מולקולרי: משיכה בין מולקולות נפרדות; מולקולה קטנה: קבוצה קוולנטית נפרדת הכוללת מספר נספס של אטומים.
מהו בעיקר העוקף כשנוזל מולקולרי רגיל רותח?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
רתיחה מפרידה בין המולקules זה לזה, וגוברת רק על הכוחות ה吸引 (המשיכה) BETWEEN המולקules. הקשרים הקוולנטים בתוך כל מולקולה נותרים intact - והוא הסיבה שהקיטור נשאר אותו חומר.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- עבור מולקולות דומות, כוחות בינ-מולקולריים עולים לרבות עם גודל המולקולה, כך שמולקולות גדולות נוטות להיות בעלות נקודות התכה והרמה גבוהות יותר. צורת המולקולה ואינטראקציות אחרות גם כן חשובות; מגמת גודל אינה כלל טמפרטורה מדויקת או אוניברסלית. תרכובת כמו מימן כלורי יכולה ליצור יונים בפירוק, ולכן יש להבחין בין החומר המולקולרי הגולמי ובין התמיסה המימית המגיבה שלו.
- השתמשו בצירי מולקולות זוגיים שמסמנים קשרים פנימיים חזכים ומשיכות חלשות בין מולקולות נפרדות. זיהו מה גוברים במהלך שינוי פיזי ספציפי ומה שנשאר שלם. השוו נתוני נקודות הרמה שסופקו לסדרה קרובה באותו לחץ. אל תנסחו זיהוי של חומר מנקודת הרמה לבדה ללא הרכב והוכחות אחרות.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: נקודות רר מעוגלות מסופקות לסדרה בדיונית קשורה הן −10 °C ו-30 °C. העלייה היא 30−(−10)=40 °C. הדבר תואם למשיכות חזקות יותר בחבר הגדול אם מאפיינים רלוונטיים אחרים דומים, אך זה אינו מראה שקשר קוולנטי פנימי רכש ארבעים יחידות חוזק.
סדרה קשורה מסופקת יש לה נקודות רר של −20 °C ו-15 °C. חשבו את העלייה. השתמשו באותו רצף: כמות ידועה → מודל → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
סדרה מסופקת קשורה בעלת נקודות רתיחה של −20 °C ו-15 °C. חשב את העלייה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 35 °C. נתונים: נקודות רתיחה -20 ו-15 מעלות צלזיוס. עלייה = 15 - (-20) = 35 מעלות צלזיוס. חיסור של שלילי מוסיף; העלייה משקפת כוחות אינטרמולקולריים חזקים יותר בחבר המאוחר יותר.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- נקודת הרמה נמוכה אינה אומרת קשרים קוולנטיים חלשים. מולקולות הן בדרך כלל ניטרליות חשמלית בכללן, ולא חסרות פרוטונים ואלקטרונים. פירוק מומס מולקולרי אינו יוצר תמיד יונים, בעוד שתגובה כימית עם מים יכולה לשנות את החלקיקים הנוכחים.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
רתיחת מים שובר בהכרח קשרי מימן-חמצן (O–H) קוולנטיים בתוך המולקולות. טענה זו שגויה: אדים הם עדיין H2O - המולקולות נשארות שלמות. רתיחה מתגברת על הכוחות המשיכה בין המולקולות; שבירת הקשרים הקוולנטיים O-H תפרק את המים לחמצן ולמימן, דבר שאינו קורה לעולם במהלך רתיחה.
מולקולות קטנות: להבחין בין קשרים לכוחות בין-מולקולריים. עבור מולקולות דומות, הכוחות הבין-מולקולריים עולים בדרך כלל עם גודל המולקולה, ולכן למולקולות גדולות יש נוטה לנקודות התכה ואידוי גבוהות יותר. צורת המולקולה ואינטראקציות אחרות גם הן חשובות; מגמת הגודל אינה חוק טמפרטורה אוניברסלי מדויק. תרכובת כמו מימן כלור יכולה ליצור יונים בהתמוססות, ולכן יש להבדיל בין החומר המולקולרי הטהור לבין תמיסתו המגיבה במים.
הרתחת מים שובר בהכרח את הקשרים הקוולנטיים O–H במולקולות שלה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
קיטור עדיין הוא H2O - המולקules intact. רתיחה גוברת על הכוחות בין המולקules; שבירת הקשרים הקוולנטים O-H תפרק את המים למימן וחמצן, דבר שאינו קורה לעולם במהלך רתיחה.
משיכה בין מולקולות נפרדות: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כוח בין-מולקולרי פירושו משיכה בין מולקולות נפרדות.