ハロゲンの原子半径が増加すると、なぜ沸点が上昇するのですか?

ハロゲンには、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンが含まれます。 室温では、軽いハロゲンは気体、臭素は液体、重いハロゲンは固体であり、グループ内の沸点の範囲を反映しています。 フッ素の沸点は摂氏-188度(華氏-306度)ですが、ヨウ素の沸点は184度です。 摂氏(華氏363度)、原子半径のように、より高い原子に関連付けられている違い 質量。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

より重いハロゲンは、それらの価電子殻により多くの電子を持っています。 これにより、ファンデルワールス力が強くなり、沸点がわずかに上昇します。

ハロゲン

ハロゲンは、周期表のグループ17と呼ばれるもののメンバーであり、左から17番目の列を表すために名前が付けられています。 ハロゲンはすべて、自然界では二原子分子として存在します。 言い換えれば、それらは元素の2つの結合された原子として存在します。 ハロゲンは金属と反応してハロゲン化物を形成し、酸化剤、特に最も電気陰性度の高い元素であるフッ素です。 軽いハロゲンは、重いハロゲンよりも電気陰性度が高く、色が薄く、融点と沸点が低くなります。

ファンデルワールス分散力

ハロゲンの分子をまとめる力は、ファンデルワールス分散力と呼ばれます。 これらは、液体ハロゲンが沸点に達するために克服しなければならない分子間引力の力です。 電子は原子核の周りをランダムに移動します。 いつでも、分子の片側により多くの電子が存在し、その側に一時的な負電荷を生成し、反対側に一時的な正電荷を生成する可能性があります-瞬間的な双極子。 異なる分子の一時的な負極と正極は互いに引き付け合い、一時的な力の合計は弱い分子間力をもたらします。

原子半径と原子量

原子半径は、周期表に沿って左から右に移動すると小さくなり、周期表を下に移動すると大きくなる傾向があります。 ハロゲンはすべて同じグループの一部です。 ただし、周期表を下に移動すると、原子番号が大きいハロゲンは重くなり、原子半径が大きくなり、陽子、中性子、電子が多くなります。 原子半径は沸点に影響を与えませんが、どちらもより重いハロゲンに関連する電子の数に影響されます。

沸点への影響

より重いハロゲンは、価電子殻により多くの電子を持ち、ファンデルワールス力を生み出す一時的な不均衡の機会を増やします。 瞬間的な双極子を作成する機会が増えると、双極子がより頻繁に発生し、より重いハロゲンの分子間でファンデルワールス力が強くなります。 これらの強い力に打ち勝つには、より多くの熱が必要です。つまり、より重いハロゲンの場合、沸点が高くなります。 ファンデルワールス分散力は最も弱い分子間力であるため、グループとしてのハロゲンの沸点は一般に低くなります。

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