Im Bereich der Naturwissenschaften ist es immer von Interesse, aus Struktur(daten) Eigenschaften (wie Siedetemperatur o.ä:) abzuleiten. Nachfolgend werden die Eigenschaften von molekularen Stoffen betrachtet. Wie bereits in den Vorkapiteln erwähnt, ist der größte Unterschied der molekularen Stoffe (im Vergleich zu den beiden anderen Stoffklassen, Metalle und Salze) der, dass es sich bei der Atombindung um eine gerichtete Bindung handelt.
Grundsätzlich kann man -wie in der Einleitung bereits beschrieben- mit dem Aufbau von Atomen die drei chemischen Bindungsarten (Ionenbindung, Metallbindung, Elektronenpaarbindung bzw. Atombindung) herleiten. Mithilfe der Kenntnis des Bindungstyps lässt sich die zugehörige Stoffklasse (Salze, Metalle und molekulare Stoffe) und damit deren Eigenschaften bestimmen.
Im Vergleich zu den aus Ionen aufgebauten Salzen oder Metallen bilden molekulare Stoffe kleinere Teilchen mit einer Atomzahl zwischen 2 bis etwa 100 (Angemerkt sei hier: molekulare Stoffe können auch als sogenannte “Makromoleküle” mit einer Atomanzahl von über 1000 auftreten. Diese Verbindungen sind dann aber den Festkörpern (“Festkörperchemie) zuzuordnen).
Aus dem Aufbau eines molekularen Stoffes (Moleküle bilden keine Gitter wie Salze und Metalle) lässt sich eine weitere Eigenschaft ableiten:
Im Folgenden wird die Siedetemperatur von molekularen Stoffen noch ein wenig genauer betrachtet. Die Siedetemperatur ist nichts anderes, als die Energie, die man benötigt, um Moleküle vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu bringen. Zwischen Molekülen herrschen Anziehungskräfte (intermolekulare Wechselwirkungen). Zur Überwindung dieser intermolekularen Anziehungskräfte muss Energie zugeführt werden. Die Folge daraus ist eine Zunahme der Bewegungsenergie der Teilchen und damit eine Zunahme des mittleren Teilchenabstands und damit eine höhere Dichte. Fügt man genügend Energie zu, kann man diese intermolekularen Wechselwirkungen fast ganz überwinden und hat damit isolierte Moleküle vorliegen, die mit anderen Molekülen kaum noch wechselwirken (=> Gase). AB <-> AB (flüssig) —-Energie–> AB AB (gasförmig)
Diese intermolekularen Wechselwirkungen sind bekannt unter den Fachbegriffen “Van-der-Waals-Wechselwirkung”, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindung.
Zusammengefasst aus dem Kapitel “intermolekulare Wechselwirkungen”
Zwischen unpolaren Stoffen wirken nur Van-der-Waals-Wechselwirkungen, die nur von der Größe bzw. Oberfläche des Moleküls abhängen.
| Chlor | – 34 °C |
| Brom | + 59°C |
| Iod | + 186 °C |
Für unpolare Stoffe gilt immer der gleiche Zusammenhang zwischen Masse bzw. Oberfläche des Moleküls und dem Schmelz bzw. Siedepunktes: Von Chlor zu Brom nimmt die Molekülmasse (Moleküloberfläche) zu, damit erfolgt eine Zunahme der Van-der-Waals-Kräfte und damit erhält man einen zunehmenden Schmelz- bzw. Siedepunkt.
Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind Anziehungskräfte zwischen polaren Molekülen und sind um so größer, je polarer die Moleküle gebaut sind, d.h. je größer der Elektronegativitätsunterschied zwischen den Atomen im Molekül ist.
So leicht ist es leider aber dann doch nicht, denn Dipol-Dipol-Kräfte wirken bei polaren Molekülen zusätzlich zu den immer vorhandenen Van-der-Waals-Kräften. So kann man den Siedepunkt eigentlich bei polaren Molekülen nur vergleichen, wenn eine ähnliche Masse bzw. Oberfläche vorliegt (oder wenn bei Kriterien die gleiche Tendenz zeigen: z.B. größere Masse => höhere Van-der-Waals-Kräfte und größerer Unterschied der Elektronegativitätsdifferenz => höhere Dipol-Dipol-Wechselwirkung).
Beispiel:
| HCl | 0,6 | – 85°C |
| HBr | 0,5 | – 67 °C |
Bei beiden Stoffen handelt es sich um ein polares Molekül, die Elektronegativitätsdifferenz beträgt beim HCl 0,6 und beim HBr 0,5. Somit sollen die Dipol-Dipol-Wechselwirkungen beim HCl überwiegen (polarer als HBr). Da aber HBr eine größere Masse bzw. Oberfläche als HCl aufweist, sind beim HBr die Van-der-Waals-Kräfte größer als beim HCl. Die Summe beider intermolekularen Wechselwirkungen führt dazu, dass diese zwischen zwei HBr-Molekülen größer ist und damit HBr eine höhere Siedetemperatur als HCl hat.
Moleküle sind kleinste Teilchen, die aus Atomen zusammengesetzt sind, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden.
Molekulare Stoffe bestehen aus neutralen Molekülen, während ionische Stoffe aus positiv und negativ geladenen Ionen bestehen.
Intermolekulare Kräfte beeinflussen Eigenschaften wie Siedepunkte, Schmelzpunkte und Verdampfungswärmen molekularer Stoffe.
Die drei grundlegenden Typen von Molekülen sind Einzelmoleküle, Polymermoleküle und makromolekulare Substanzen.
Molekulare Stoffe können in allen drei Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmig) vorkommen, während ionische Stoffe in der Regel im festen Zustand vorkommen.
Das Polaritätsmoment ist ein Maß für die Asymmetrie der elektronischen Ladungsverteilung in einem Molekül. Es beeinflusst Eigenschaften wie die Verdampfungswärme, Löslichkeit und chemische Reaktivität des molekularen Stoffs.
Die Eigenschaften molekularer Stoffe umfassen unter anderem niedrige Siede- und Schmelzpunkte, geringe Härte, schlechte elektrische Leitfähigkeit und geringe Wärmeleitfähigkeit.
Die kovalente Bindung ist eine Art der chemischen Bindung, bei der Atome Elektronenpaare teilen. Sie beeinflusst die Eigenschaften molekularer Stoffe bezüglich ihrer Reaktionsfähigkeit und Stabilität.
Die Struktur eines Moleküls hat einen großen Einfluss auf Eigenschaften wie Dichte, Schmelz- und Siedepunkte, sowie die Löslichkeit und Reaktivität des molekularen Stoffs.
Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms, in einer chemischen Bindung Elektronen an sich zu ziehen. Sie beeinflusst die Polarität und damit die Eigenschaften molekularer Stoffe.