Question

Температуры кипения NF3,PF3и AsF3 соответственно равны 144,178,336 K. Объяснить наблюдаемую закономерность.

Answer 1

В ряду NF3 — PF3 — AsF3  увеличиваются размеры атомов (N < P < As), возрастают и силы межмолекулярного взаимодействия между этими атомами и атомами фтора. Поэтому увеличивается  плотность вещества, и как следствие — растет температура кипения

Answer 2

Наблюдаемая закономерность температур кипения NF3, PF3 и AsF3 может быть объяснена с помощью рассмотрения молекулярной структуры и межмолекулярных взаимодействий этих соединений.

Температура кипения вещества зависит от силы межмолекулярных взаимодействий вещества. Когда температура возрастает, молекулы получают больше кинетической энергии и начинают разделяться, переходя из жидкой фазы в газообразную.

NF3 (трифторид азота), PF3 (трифторид фосфора) и AsF3 (трифторид мышьяка) имеют одинаковую общую формулу RF3, но различаются атомами внутри молекулы (азот, фосфор и мышьяк). Эти молекулы образуются из атомов центрального элемента (азота, фосфора и мышьяка), которые образуют трехэлектронные области валентной оболочки. Вокруг каждого атома центрального элемента находятся три атома фтора.

Температуры кипения указанных соединений возрастают в следующем порядке: NF3 < PF3 < AsF3.

Это можно объяснить с помощью следующих факторов:

1. Масса атомов: Атомы мышьяка (As) тяжелее, чем атомы фосфора (P), а атомы фосфора тяжелее атомов азота (N). Более тяжелые атомы обладают более массивными ядрами и сильнее притягивают электроны. В результате у молекул AsF3 межатомные связи более прочные, чем у PF3, а у PF3 связи более прочные, чем у NF3.

2. Размер молекул: Молекулы AsF3 крупнее, чем молекулы PF3, а молекулы PF3 крупнее, чем молекулы NF3. Это приводит к большему объему электронных областей и более значительным дисперсионным силам (силам Ван-дер-Ваальса) между молекулами AsF3, чем между молекулами PF3, и между молекулами PF3, чем между молекулами NF3.

В итоге, сильные межатомные связи и дисперсионные силы между молекулами AsF3 приводят к более высокой температуре кипения по сравнению с PF3 и NF3, которые имеют слабее межмолекулярные взаимодействия.

Таким образом, эти факторы объясняют наблюдаемую закономерность температур кипения NF3, PF3 и AsF3.