Warum besitzen isotope andere siedetempeaturen?

Question

hallo
weiß jemand warum die Isotope der alkene andere siedetemperaturen besitzen obwohl sie ja doch alle die gleiche summen formel haben.

Genauer meine ich warum cis- 1,2- dichlorethan eine siedetem. von 60° hat und trans 1,2, dichlorethan eine von 48°

Danke

Answer 1

Das sind keine Isotope, sondern Isomere. Und die sieden unterschiedlich, weil die Geometrie von cis, trans - Isomeren andere Wechselwirkungen und damit intermolekulare Bindungen ermöglichen (van der Waals Wechselwirkungen).

@karl:
auch das sind van-der-Waals Wechselwirkungen. Es ist ausschließlich die geometrische Anordung der Moleküle zueinander, die unterschiedliche elektrische WW ermöglicht.

Answer 2

Tut mir leid, aber die anderen Antworten sind nicht korrekt.
Die van-der-Waals-Kräfte sind bei diesen zwei ISOMEREN annähernd gleich, weil die Anzahl der Elektronen gleich groß ist und die Oberfläche annähernd gleich groß ist.
Es kommen aber noch weitere Kräfte mit ins Spiel: Dipol-Dipol-Kräfte. Diese Kräfte treten nur beim cis-Isotop auf, weshalb es den höheren Siedepunkt besitzt. Aber warum treten sie nur dort auf? Dazu muss man etwas ausholen: Durch die hohe Elektronegativitätsdifferenz zwischen Cl und C sind die Elektronenpaarbindungen (Atombindungen) zwischen den C-Atomen und den Cl-Atomen polar, mit einer negativen Teilladung beim Cl. Beim trans-Isomeren gleicht sich die Teilladung des einen Cl-Atoms allerdings mit der des anderen Cl-Atoms aus, weshalb es kein Dipol-Molekül ist.
Anders beim cis-Isomeren: Auf der Seite, wo sich die Cl-Atome befinden, befindet sich der negative Pol des Moleküls. Dieser negative Pol zieht nun den positiven eines anderen Moleküls an und so entstehen zusätzliche zwischenmolekulare Kräfte, welche zum höheren Siedepunkt führen.

@ChacMool: Na komm, du hast das doch studiert - und das merkt man normalerweise auch an deinen Antworten:
Es besteht ein großer Unterschied zwischen van-der-Waals-Kräften und Dipol-Dipol-Kräften:
Die van-der-Waals-Kräfte werden durch die Aubildung von TEMPORÄREN Dipolen hervorgerufen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines temporären Dipols ist nur abhängig von der Anzahl der Elektronen (und die ist bei beiden Molekülen gleich groß).
Die Dipol-Dipol-Kräfte kommen durch PERMANENTE Dipole zustande und sind z.B. abhängig von der Elektronegativitätsdifferenz der Bindungspartner. Im hier vorliegenden Fall bestehen zwar bei beiden Isomeren polarisierte Bindungen, aber die dadurch entstehenden Kräfte heben sich beim trans-Isomer auf.

Answer 3

Es handelt sich um zwei unterschiedliche Moleküle mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und damit unterschiedlichen Siedepunkten. Dies ist so weil die Choratome an unterschiedlichen Stellen sitzen. Bei der Transstellung wo sie gegenübersitzen stoßen sich die Elektronenwolken der Choratome weit weniger ab als in der Cisstellung wo sie nebeneinander sitzen.
Ein schönes Beispiel ist der Vergleich des gewinkelten Wassermoleküls mit dem gradlinigen Kohlendioxidmolekül und dem daraus resultierenden unterschiedlichen Siedepunkten.
Die Summenformel bestimmt nur die Anzahl der Atome die im Molekül enthalten sind.

Answer 4

Für die lage der Sidetemperatur sind vor allem die Van-der-Waals Kräfte verantwortlich. Sie bilden sich zwischen den einzelnen Atomen verschidener Moleküle aus. Da es sich letztlich um Elektrostatische Kräfte handelt, nimmt die Kraft mit zunehmenden Abstand ab. das heist nur dort wo die Atome sich annährnd direkt berühren sind diese Kräfte ausreichend vorhanden.
Je längergestreckt ein Molekühl ist umso mehr dieser Kräfte können sich Ausbilden. Das Molekül benötigt mehr innere Energie um sich aus dem Verband zu lösen, in den gasförmigen Zustand zu Wechseln. Dies ist gleichbedeutend mit einer höheren Temperatur.