So sánh Nhiệt Độ Sôi của H2O và H2S: Liên Kết Hydrogen

Tại sao nước (H2O) có nhiệt độ sôi cao hơn hydro sunfua (H2S)?

Nhiệt độ sôi của một chất phụ thuộc vào lực liên kết giữa các phân tử của chất đó. Lực liên kết càng mạnh, nhiệt độ sôi càng cao. Vậy tại sao nước (H2O) có nhiệt độ sôi cao hơn hydro sunfua (H2S) mặc dù cả hai đều là hợp chất của hydro với các nguyên tố nhóm VI? Câu trả lời nằm ở liên kết hydrogen.

H2O và Liên Kết Hydrogen

Trong phân tử nước, nguyên tử oxy có độ âm điện lớn hơn nhiều so với nguyên tử hydro. Điều này tạo ra sự phân cực trong liên kết O-H, khiến nguyên tử oxy mang điện tích âm một phần (δ-) và nguyên tử hydro mang điện tích dương một phần (δ+).

Sự phân cực này dẫn đến lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử hydro của một phân tử nước với nguyên tử oxy của một phân tử nước khác. Lực hút này được gọi là liên kết hydrogen. Liên kết hydrogen là một loại lực liên phân tử mạnh.

H2S và Tương Tác Van der Waals

Trong phân tử H2S, nguyên tử lưu huỳnh cũng có độ âm điện lớn hơn hydro, nhưng sự chênh lệch độ âm điện nhỏ hơn nhiều so với trong phân tử nước. Do đó, liên kết S-H ít phân cực hơn liên kết O-H.

Lực liên kết giữa các phân tử H2S chủ yếu là lực Van der Waals, một loại lực liên phân tử yếu hơn nhiều so với liên kết hydrogen.

So sánh H2O và H2S

Vì liên kết hydrogen trong nước mạnh hơn lực Van der Waals trong H2S, nên cần nhiều năng lượng hơn để phá vỡ liên kết giữa các phân tử nước. Điều này giải thích tại sao nước có nhiệt độ sôi cao hơn H2S. Nước sôi ở 100°C, trong khi H2S sôi ở -60°C.

Tóm tắt

Sự khác biệt về nhiệt độ sôi giữa H2O và H2S là do sự khác biệt về loại lực liên phân tử: liên kết hydrogen mạnh trong H2O và lực Van der Waals yếu trong H2S. Liên kết hydrogen là yếu tố chính khiến nước có nhiệt độ sôi cao bất thường so với các hợp chất tương tự khác.