Hallo! Als Lieferant von C14H20B10 werde ich oft nach den intermolekularen Kräften in dieser Verbindung gefragt. Deshalb dachte ich, ich schreibe einen Blogbeitrag, um einige Erkenntnisse zu teilen.
Lassen Sie uns zunächst schnell verstehen, was intermolekulare Kräfte sind. Sie sind die Kräfte, die Moleküle in einer Substanz zusammenhalten. Diese Kräfte spielen eine große Rolle bei der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften einer Verbindung, wie etwa ihres Schmelzpunkts, Siedepunkts und ihrer Löslichkeit.
Schauen wir uns nun C14H20B10 genauer an. Diese Verbindung ist etwas komplex, und um ihre intermolekularen Kräfte herauszufinden, müssen wir uns ihre Struktur und die darin enthaltenen Atomtypen ansehen.
Londoner Zerstreuungskräfte
Londoner Dispersionskräfte sind die schwächste Art intermolekularer Kräfte, aber sie sind in allen Molekülen vorhanden. Sie entstehen durch vorübergehende Schwankungen der Elektronendichte um die Moleküle herum. In C14H20B10 sind diese Kräfte definitiv im Spiel. Die große Anzahl an Atomen im Molekül bedeutet, dass es viele Elektronen gibt, die diese temporären Dipole erzeugen können. Je mehr Elektronen ein Molekül hat, desto stärker sind die Londoner Dispersionskräfte. Mit 14 Kohlenstoffatomen, 20 Wasserstoffatomen und 10 Boratomen verfügt C14H20B10 also über eine beträchtliche Anzahl an Elektronen, was im Vergleich zu kleineren Molekülen zu relativ starken London-Dispersionskräften führt.
Dipol – Dipolkräfte
Um Dipol-Dipol-Kräfte zu haben, muss ein Molekül ein permanentes Dipolmoment haben. Ein Dipolmoment entsteht, wenn innerhalb des Moleküls eine ungleichmäßige Ladungsverteilung vorliegt, die normalerweise auf Unterschiede in der Elektronegativität zwischen den Atomen zurückzuführen ist. In C14H20B10 müssen wir uns die Elektronegativitätswerte von Kohlenstoff, Wasserstoff und Bor ansehen. Kohlenstoff hat eine Elektronegativität von etwa 2,55, Wasserstoff hat 2,20 und Bor hat 2,04. Die Unterschiede in der Elektronegativität zwischen diesen Atomen sind relativ gering. Die komplexe Struktur von C14H20B10 könnte jedoch dazu führen, dass einige Bereiche des Moleküls eine leichte Ladungstrennung aufweisen. Wenn es Teile des Moleküls gibt, in denen Elektronen stärker zu einem Atom als zu einem anderen gezogen werden, kann sich ein permanenter Dipol bilden. Es könnte also einige Dipol-Dipol-Kräfte in C14H20B10 geben, aber sie sind wahrscheinlich nicht so stark wie die Londoner Dispersionskräfte.
Wasserstoffbrückenbindung
Wasserstoffbrückenbindungen sind eine besondere Art der Dipol-Dipol-Wechselwirkung, die auftritt, wenn Wasserstoff an ein stark elektronegatives Atom wie Stickstoff, Sauerstoff oder Fluor gebunden wird. In C14H20B10 sind keine Stickstoff-, Sauerstoff- oder Fluoratome direkt an Wasserstoff gebunden. Daher ist in dieser Verbindung keine Wasserstoffbrückenbindung vorhanden.
Die Kombination dieser intermolekularen Kräfte beeinflusst die physikalischen Eigenschaften von C14H20B10. Die relativ starken Londoner Dispersionskräfte bedeuten, dass die Verbindung im Vergleich zu kleineren, weniger komplexen Molekülen wahrscheinlich einen höheren Schmelz- und Siedepunkt aufweist. Es beeinflusst auch die Löslichkeit der Verbindung. Verbindungen mit ähnlichen intermolekularen Kräften neigen dazu, sich ineinander aufzulösen. Daher ist C14H20B10 möglicherweise in unpolaren Lösungsmitteln löslicher, in denen die Londoner Dispersionskräfte die dominierenden intermolekularen Kräfte sind.
Nun möchte ich einige verwandte Bor-Cluster-Verbindungen erwähnen, die wir ebenfalls liefern. Sie können auscheckenB10C6H24O2Si2, CAS:22742 – 19 – 4, 1,7 – Bis(hydroxydimethylsilyl) – 1,7 – Dicarba – Closo – Dodecaboran,1,2 - Dicarbadodecaboran(12) - 1 - Propanol,23835 - 93 - 0,C5H18B10O, Und1,2 - Dicarbadodecaboran(12), 1 - (2 - Propin - 1 - yl) -,79366 - 41 - 9,C5H3B10. Diese Verbindungen weisen aufgrund ihrer Struktur und der darin enthaltenen Atome auch interessante intermolekulare Kräfte auf.
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Referenzen
- Atkins, P. & de Paula, J. (2006). Physikalische Chemie. Oxford University Press.
- McMurry, J. (2008). Organische Chemie. Brooks/Cole.