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一般的に、ある族の原子と水素が結合した分子は、分子量が大きくなるにつれて、沸点が高くなりますよね?
では何故フッ化水素は塩化水素より分子量が小さいのに沸点が高いのでしょうか?
水素結合が関係あるのでしょうか?(でもHClも水素結合を持っていますよね…)

A 回答 (3件)

電気陰性度の大きい原子と結合している水素では、正の部分電荷が生じます。


とくに、フッ素は電気陰性度が最大の元素ですので、水素原子上の正電荷が大きくなります。
それと同時にフッ素原子上には負電荷が生じます。

一般に大きな正電荷をもつ水素原子は、負電荷をもつ部分と比較的強い静電的な引力を持ちます。これが水素結合と呼ばれるもので、通常の分子間力と比較して、かなり強い引力ですので、分子同士が強く引き合い、そのため、分子量が小さい割に沸点が高くなっています。

HClに水素結合があるかないかについては、微妙なところだと思いますが、塩素原子はフッ素と比較して電気陰性度が小さいために、H-Cl結合の電荷の偏りは小さく、水素結合ができるとしても、それは非常に弱いものです。

おそらく、水素結合の形成に関しては、電気陰性度だけではなく、原子の大きさも関与しているように思われます。塩素原子はFに比べて大きい原子であり、負電荷が広範囲に分散し、効率的に水素結合を作ることはできないのでしょう。

強い水素結合を作るのは、事実上、F,O,Nの3種の元素であると考えて良いでしょう。
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水素結合の強さは電気陰性度の差だけで決まるものじゃないから, じゃダメ?


実際 HF の水素結合はやたら強いため室温ではほぼ二量体 (H2F2) として存在しており, かつ他のハロゲン化水素と異なり水溶液は弱酸だったりします.
なお, 水素結合そのものは HCl や, さらには H2S にも (弱いけど) 存在します.
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水素に結合している原子の電気陰性度が大きいほど水素結合が強くなるからだと思います。


塩化水素は水素結合を持っているのかもしれませんが、物理的性質に聞く影響を与えるほど強くはないんでしょう。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0% …
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