Kräfte zwischen Teilchen (Atomen und Molekülen)

a. Unpolare Teilchen (Atomen und Moleküen)
Zwischen unpolaren Molekülen wirken nur sehr schwache Kräfte, die Van-der-Waals-Kräfte (V.d.W.-Kräfte, sie beruhen auf zeitlich begrenzt existierenden Dipolen). Deshalb sind die Siede- und Schmelzpunkte von unpolaren Molekülen (Reinstoffen) gering.

Beispiel: das Edelgas Helium
Zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden sich die beiden Elektronen des Heliumatoms rechts vom Heliumkern.
Der positive Ladungschwerpunkt ist nicht mit dem negativen Ladungschwerpunkt überlagert,
man erhält einen temporären (zeitlich begrenzten) Dipol.

So lange der temporäre Dipol besteht, kann er in benachbarten Heliumatomen Dipole induzieren.
Zwischen diesen Dipolen bestehen schwache Anziehungskräfte weil die Teilladungen sehr gering sind.
Da sich die Elektronen beständig an anderer Stelle in der Atomhülle befinden bestehen diese Kräfte immer nur kurzzeitig.
Trotzdem bauen sich temporäre Dipole anderswo im Atomverband immer wieder auf.
Die daraus resultierenden Kräfte zwischen Teilchen bezeichnet man als Van der Waals-Kräfte (V.d.W.-Kräfte).

Je mehr Elektronen ein Teilchen besitzt (größere molare Masse) desto stärker sind die V.d.W.-Kräfte.

b. Polare Moleküle
Zwischen polaren Molekülen wirken neben den V.d.W.-Kräften noch die stärkeren Dipol-Dipol-Wechselwirkungen (DDW, elektrostatische Anziehungskräfte zwischen permanenten Dipolen). Deshalb besitzen polare Moleküle höhere Siede- und Schmelzpunkte als unpolare Moleküle vergleichbarer Masse.
Zwischen Fluorwasserstoff- (HF), Wasser- (H2O) und Ammoniak-Molekülen (NH3) wirkt noch eine zusätzliche Kraft: die Wasserstoffbrücken (H-Brücken).
Fluorwasserstoff:
1 sehr starke H-Brücke
  

Wasser:
2 starke H-Brücken
  

Ammoniak:
3 schwache H-Brücken
      


c. Einfluss der Kräfte auf die Löslichkeit
Gleiches ist in Gleichem gut löslich.  
Polare Lösungsmittel lösen polare Reinstoffe gut, aber unpolare Reinstoffe schlecht.
Unpolare Lösungsmittel lösen polare Reinstoffe schlecht, aber unpolare Reinstoffe gut.
Beispiel: Wasser H2O ist ein polares Lösungsmittel
Natriumchlorid Na+Cl- ist extrem polar, aus Ionen aufgebaut, deshalb in Wasser gut löslich
Iod I2 ist unpolar, deshalb in Wasser schlecht löslich

d. Aufgaben:
1. Teile folgende Reinstoffe nach steigenden Siedetemperaturen ein:
Chlorwasserstoff, Wasserstoff, Wasser, Fluor und Kaliumchlorid
Stelle eine Tabelle auf, gib den Namen, die chemische Formel, die Strukturformel (mit Teilladungen falls möglich) oder die Formeleinheit (falls möglich), die Bindungsart und die Kräfte die zwischen den Teilchen bestehen an.
2. Beschreibe die Löslichkeit von Brom und Kaliumbromid in Wasser und in Hexan (verhält sich ähnlich wie Methan).
Stelle eine Tabelle auf, gib den Namen, die chemische Formel, die Strukturformel (mit Teilladungen falls möglich) oder die Formeleinheit (falls möglich), die Bindungsart und die Kräfte die zwischen den Teilchen bestehen an.