Die van der Waals Kräfte spielen eine entscheidende Rolle bei den Siedepunkten von Stoffen. Bei unpolaren Molekülen ebenso wie beispielsweise Kohlenwasserstoffketten entstehen diese Kräfte durch Schwingungen die leichte Ladungsverschiebungen verursachen. Dies resultiert in relativ schwachen Wechselwirkungen zwischen den Molekülen die mit zunehmender Molekülmasse und Kontaktfläche an Stärke gewinnen. Dadurch steigen die Siede- und Schmelzpunkte, da weiterhin Energie erforderlich ist um die Moleküle zu trennen.
Ein Beispiel für ein unpolares Molekül ist CH4 bei dem sich die Elektronen im Molekül bewegen und momentane Dipole erzeugen. Die magnetische Anziehung zwischen den CH4-Molekülen führt zur Ausbildung von Bindungen. Die Länge des Moleküls und die Anzahl der Elektronen bestimmen den Siedepunkt: Je länger das Molekül und je größer die Masse desto höher ist der Siedepunkt da die Oberfläche kleiner und die Angriffsfläche reduziert ist.
Im Gegensatz dazu werden bei polaren Molekülen wie Wasser die Dipol-Dipol-Wechselwirkungen entscheidend für die Siedepunkte. Die VdW-Kräfte sind hier weniger relevant. Beim Vergleich von Stoffen mit unterschiedlichen Molekülstrukturen wie Hexan und Decan, zeigt sich, dass die Oberfläche und damit die VdW-Kräfte eine maßgebliche Rolle bei der Bestimmung der Siedetemperaturen spielen.
Daher sind die van der Waals Kräfte essentiell für das Verständnis der Unterschiede in den Siedepunkten von Stoffen und verdeutlichen, warum Stoffe mit variierenden Molekülstrukturen und -massen unterschiedliche Siedetemperaturen aufweisen.
Erklärung der Siedepunkte von Stoffen anhand der van der Waals Kräfte
Warum haben Stoffe mit unterschiedlichen Molekülstrukturen verschiedene Siedepunkte und wie beeinflussen die van der Waals Kräfte diese?