Γιατί το νερό είναι το υγρό στο STP ενώ το αέριο διοξειδίου του άνθρακα;
Το νερό είναι υγρό στο STP επειδή:
- Ισχυρή δέσμευση υδρογόνου:Τα μόρια του νερού παρουσιάζουν ισχυρή δέσμευση υδρογόνου, όπου ένα άτομο υδρογόνου που συνδέεται ομοιοπολικά με ένα ηλεκτροαρνητικό άτομο (οξυγόνο σε αυτή την περίπτωση) βιώνει μια ηλεκτροστατική έλξη σε ένα κοντινό ηλεκτροαρνητικό άτομο σε άλλο μόριο νερού. Αυτοί οι δεσμοί υδρογόνου δημιουργούν ένα εκτεταμένο δίκτυο που συγκρατεί τα μόρια του νερού μαζί, απαιτώντας περισσότερη ενέργεια για να τα διαχωρίσουν και τη μετάβαση σε μια αέρια κατάσταση.
- Πόλη:Το νερό είναι ένα πολικό μόριο, που σημαίνει ότι έχει ελαφρά ανισορροπία στην κατανομή των ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα ένα μερικό θετικό φορτίο στα άτομα υδρογόνου και ένα μερικό αρνητικό φορτίο στο άτομο οξυγόνου. Αυτή η πολικότητα επιτρέπει στα μόρια του νερού να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ τους και άλλα πολικά μόρια. Οι ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις που προκύπτουν από τη σύνδεση υδρογόνου συμβάλλουν στην υγρή κατάσταση του νερού στο STP.
- Υψηλό σημείο βρασμού:Οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού οδηγούν σε υψηλό σημείο βρασμού (100 ° C στο STP). Αυτό σημαίνει ότι το νερό απαιτεί σημαντική ποσότητα ενέργειας για να ξεπεραστούν αυτές οι διαμοριακές δυνάμεις και η μετάβαση σε αέρια κατάσταση.
Από την άλλη πλευρά, το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα αέριο στο STP λόγω:
- Αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις:Τα μόρια διοξειδίου του άνθρακα είναι μη πολικά, πράγμα που σημαίνει ότι δεν διαθέτουν σημαντικές μερικές χρεώσεις ή πολικότητα. Οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ μορίων διοξειδίου του άνθρακα είναι σχετικά αδύναμες, αποτελούμενες κυρίως από δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου. Αυτές οι δυνάμεις είναι ασθενέστερες σε σύγκριση με τη δέσμευση υδρογόνου στο νερό, διευκολύνοντας τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα να διαχωρίζονται και να κινούνται ελεύθερα στο STP.
- Χαμηλό σημείο βρασμού:Οι αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις στο διοξείδιο του άνθρακα έχουν ως αποτέλεσμα ένα χαμηλό σημείο βρασμού (-78,5 ° C σε STP). Αυτό σημαίνει ότι το διοξείδιο του άνθρακα απαιτεί λιγότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί αυτές οι δυνάμεις και η μετάβαση σε αέρια κατάσταση.
Συνοπτικά, η ισχυρή δέσμευση υδρογόνου του νερού, η πολικότητα και το υψηλό σημείο βρασμού συμβάλλουν στην υγρή κατάσταση του στο STP, ενώ η μη πολική της διοξειδίου του άνθρακα, οι αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις και το χαμηλό σημείο βρασμού οδηγούν στην αέρια κατάσταση του υπό τις ίδιες συνθήκες.
