Giải bài tập

Hiểu về liên kết hydro
Để giải thích hiện tượng này, chúng ta cần hiểu về một loại liên kết đặc biệt gọi là liên kết hydro. Liên kết hydro là lực hút tĩnh điện giữa một nguyên tử hydro mang điện tích dương liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn (như F, O, N) trong một phân tử và một nguyên tử có độ âm điện lớn khác trong một phân tử khác.

Liên kết hydro mạnh hơn rất nhiều so với các lực tương tác van der Waals thường thấy giữa các phân tử. Nó tạo ra một lực hút đáng kể giữa các phân tử, làm tăng nhiệt độ sôi của chất lỏng.

So sánh HF và HCl
HF: Nguyên tử flo có độ âm điện lớn nhất trong bảng tuần hoàn. Liên kết H-F rất phân cực, tạo ra một phân tử HF mang một đầu dương (H) và một đầu âm (F). Do đó, các phân tử HF có thể tạo thành liên kết hydro với nhau rất mạnh. Để phá vỡ mạng lưới các liên kết hydro này và chuyển HF từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí, cần cung cấp một lượng năng lượng lớn, dẫn đến nhiệt độ sôi của HF cao.

HCl: Mặc dù liên kết H-Cl cũng phân cực, nhưng độ âm điện của clo nhỏ hơn nhiều so với flo. Vì vậy, liên kết hydro giữa các phân tử HCl yếu hơn nhiều so với HF. Để chuyển HCl từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí, cần ít năng lượng hơn, dẫn đến nhiệt độ sôi của HCl thấp hơn.

Hình vẽ minh họa:
Mở trong cửa sổ mới
vietjack.me
Liên kết hydro trong HF và HCl
Hình bên trái: Các phân tử HF tạo thành mạng lưới liên kết hydro chặt chẽ.
Hình bên phải: Các phân tử HCl chỉ có tương tác van der Waals yếu.
Kết luận:
Do sự có mặt của liên kết hydro mạnh giữa các phân tử HF, nhiệt độ sôi của HF cao hơn đáng kể so với HCl. Liên kết hydro tạo ra một lực hút mạnh mẽ giữa các phân tử HF, làm tăng năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết này và chuyển HF từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí.

Tóm lại: