HF는 불소가 산소보다 전기음성도가 큰데도 물보다 끓는점이 낮은데요 이 현상을 어떻게 설명할 수 있을까요?

Question

안녕하세요. HF에서는 불소가 산소보다 전기음성도가 큰데요 하지만 물보다 끓는점이 낮다고 하던데 이 현상을 어떻게 설명할 수 있을까요?

Answer 1

HF의 끓는점이 H₂O보다 낮은 이유는 결합 구조와 수소 결합의 강도 차이로 인한 것입니다. HF, H₂O 모두 극성 공유결합을 갖지만, HF의 전기음성도 차이(ΔEN)는 H₂O보다 조금 더 크기 때문에 결합 극성은 HF가 더 큰데요, HF 분자는 선형적인 1:1 연결로 약한 수소 결합을 형성합니다. 이때 HF는 F가 단일 전자를 가지므로, 분자 간 연결은 사슬 모양으로만 형성되어 있으며 결과적으로 분자 간 상호작용이 강하지 않아 끓는점이 상대적으로 낮습니다. 반면에 물 분자는 2개의 수소와 2개의 전자쌍을 가지고 있어 4개의 수소 결합을 형성할 수 있는데요, 3차원 격자 구조처럼 분자끼리 강하게 연결되어 있어, 증발시키려면 더 많은 에너지가 필요하고 이로 인해 끓는점이 높습니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

HF 가 H20 보다 끓는점이 낮은 이유는 수소 결합 때문입니다. 수소결합의 갯수차이라고 하는 것이 정확합니다

끓는점은 분자거리가 멀어지게 되면서 기체가 되는 것 입니다. 이러한 분자간의 힘중에 가장 강한것이 수소결합니다. 그렇기에 끓는점은 수소결합의 갯수가 가장 큰 영향을 미치는데 HF 의 경우는 수소결합은 분자 하나당 1~2개만 생성시키고 H2O 의 경우는 물분자 하나당 4개의 수소결합을 만들 수 있기에 이러한 결합을 끊어내기 위해서 더 많은 에너지가 필요하기 때문입니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)