New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

CHEM 1036 General Chemistry First week of notes

by: Marion Bellier

CHEM 1036 General Chemistry First week of notes CHEM 1036

Marketplace > Virginia Polytechnic Institute and State University > Chemistry > CHEM 1036 > CHEM 1036 General Chemistry First week of notes
Marion Bellier
Virginia Tech

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

General Chemistry
Dr. Kurt Neidigh
Class Notes
Chem, Neidigh, General Chemistry, intro
25 ?




Popular in General Chemistry

Popular in Chemistry

This 30 page Class Notes was uploaded by Marion Bellier on Friday March 11, 2016. The Class Notes belongs to CHEM 1036 at Virginia Polytechnic Institute and State University taught by Dr. Kurt Neidigh in Winter 2016. Since its upload, it has received 122 views. For similar materials see General Chemistry in Chemistry at Virginia Polytechnic Institute and State University.

Similar to CHEM 1036 at Virginia Tech


Reviews for CHEM 1036 General Chemistry First week of notes


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 03/11/16
Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  1 of 30 Chapter 12    Liquids and Solids (Section 12.3 only) Phases of Matter Solids Liquids Gases  Very ordered 3D array  Particles close together,   Container is mostly empty but not ordered space  Doesn’t take shape or fill  volume of container  Takes shape, but doesn’t   Gas takes shape and fills   Vibrational motion only fill volume of container volume of container.  Relatively dense  Particles can move past   Particles moving  each other extremely fast in random   Relatively  noncompressible  Relatively dense motion  Significant attraction   Relatively   Not dense between particles noncompressible  Compressible Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  2 of 30  Moderate attraction   Little or no attraction  between particles between particles Two Types of Attractive Forces Chemical properties of substances are determined by the strength of their  intramolecular forces: Physical properties of substances are determined by the strength of the  intermolecular (interparticle) forces: B o i l Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  3 of 30 Boiling point is a good measure of the strength of intermolecular forces: Types of Intermolecular Forces in a Pure Substance 1. Dispersion (London) forces     Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  4 of 30  Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  5 of 30 When one normally nonpolar molecule (or atom) has its electron cloud distorted  so that it has a temporary dipole, that molecule (or atom) then induces or causes a temporary dipole in the neighboring molecules (or atoms). Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  6 of 30 Polarizability and Induced Dipoles The polarizability of a particle is the ease with which its electron cloud is  distorted.  In other words, the ease with which an atom’s or molecule’s electron cloud can become unevenly distributed over the  particle. Smaller particles are less polarizable than larger ones because their electrons are held more tightly.   If the electrons are close to the nucleus, there is a greater attractive pull from the protons on the  electrons and the electron cloud is not easy to distort.  But in  larger particle in which electrons are farther from the nucleus, the  distortion is easier. Polarizability decreases up a group because atomic size decreases and smaller  electron clouds are not distorted as easily as larger electron clouds. Polarizability decreases across a period because of decreasing atomic size. Cations are smaller than their parent atoms and less polarizable; anions are  larger than their parent atoms and are more polarizable.   See Figure 8.29 in Section 4 of Chapter  8.  Removing an electron from an atom to form a cation results in the cation shrinking in size while adding an electron to an atom to  form an anion results in the anion almost doubling in size compared to the neutral atom. Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  7 of 30 increases with molar mass. Dispersion forces are stronger for  In other words, increasing size, which correlates to increasing larger, more polarizable particles. molar mass, means the particle is more polarizable, which  The easier an electron cloud can be distorted or become means its electron cloud is more easily distorted, which means unevenly distributed, the more likely that can happen to  that dispersion forces are stronger. produce the temporary dipoles that produce dispersion forces. That is shown in the data to the left for the halogens and noble  gases.  As you proceed down a column, molar mass and size of particle increase so the strength of the dispersion forces should  Polarizability correlates closely with  increase.  The increase in strength of intermolecular force as you go down the group shows up in an increase in boiling point molar mass for similar particles. as you go down the group.  The stronger the dispersion forces  holding the particles together, the more heat (higher boiling  point) needed to provide kinetic energy to liquid particles so  The strength of dispersion forces  they can separate and go into the gas phase. Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  8 of 30 Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  9 of 30 2.  Dipole­dipole forces  These forces are stronger than dispersion forces so substances that have  dipole­dipole forces generally have higher boiling points.  Dipole­dipole forces are present ONLY in polar substances – molecules that  have permanent dipoles.  Polar molecules, like HCl for example, permanently  have one end of the molecule that is partially positively charged and one end  that is partially negatively charged.    Since polar molecules have two oppositely charged ends, there is electrostatic  attraction between the oppositely charged ends of different molecules:  δ+    δ–          δ+    δ–   H—Cl ­­­­­­­­H—Cl   It is the same type of attractive force (opposite charges attract each other) that  we see in dispersion forces, but in dispersion forces, the particles have  TEMPORARY dipoles whereas in dipole­dipole forces, the particles have  PERMANENT dipoles. Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  10 of 30   The strength of dipole­dipole forces increases with increasing molar mass.  Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  11 of 30  solid liquid The positive pole of one  polar molecule attracts the negative pole of another. Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  12 of 30  The next page compares the boiling points of some nonpolar and polar  substances.  It is best to compare substances with similar molar mass to take  that variable out of the discussion.  In each case, the polar substance of some  molar mass has a higher boiling point that a nonpolar substance of similar  molar mass.  For example, nonpolar Br  with 2 molar mass of 160 g/mol has a  lower boiling point than polar ICl with a molar mass of 162 g/mol.   What the higher boiling points of the polar substances tells us is that, on the  average, dipole­dipole forces are stronger than dispersion forces.  Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  13 of 30  Nonpolar Substances   Polar Substances  (dispersion forces)  (dipole­dipole forces)  Formula  Molar  Boiling point  Formula  Molar  Boiling point mass (C) mass (C) (g/mol) (g/mol)  N 2  28  –196  CO  28  –192  SiH  32  –112  PH  34  –88 4 3  GeH 4  77  –90  AsH 3  78  –62  Br2  160  59  ICl  162  97 Chem 1035                                                          Chapter 12                                                                  14 of 30   Boiling Point Trends for Nonpolar vs. Polar Substances 100 50 0 Boiling Point (deg C) Nonpolar Polar ­100 ­150 ­200 0 25 50 75 100 125 150 175 Molecular Weight (g/mol)   Example Problem:  Which of the following substance will have only dispersion forces between  molecules?             4F                          4            CF        2 2                   CH F         This page is blank so you can try to answer the question yourself; the  next page shows the answers.   Example Problem:  Which of the following substance will have only dispersion forces between  molecules?             SF   4                                   CF     4                        CH F 2 2   To answer this question, you have to determine if the molecule is nonpolar or polar.  If the molecule is nonpolar, it has only  dispersion forces; if it is polar, it will have dispersion forces AND dipole­dipole forces.   SF 4has a see­saw geometry. The electronegative F atoms pull electron density towards them away from the S atom so there are  partially negative and partially positive ends4  SF  is polar and has dispersion and dipole­dipole forces.   Both CF  and CH F  are tetrahedral.  In CF , all four corners of the tetrahedron are occupied by electronegative F atoms, all of  4 2 2 4 which pull electron density towards them.  But because that pull is to the four corners, the four polar bonds cancel out and the  molecule is nonpolar.  C4  has only dispersion forces.   In CH 2 2 the C­H bonds are not as polar as the C­F bonds; since all four bonds are not equally polar,  they do not cancel out.   CH F2 2s polar and has dispersion AND dipole­dipole forces.                                     SF43.  Hydrogen bonds  These are not actual bonds (although the name implies that); they are dipole­dipole intermolecular forces that are so strong that we put them in their own category.   In these forces, there is a VERY large separation of charge, which means that the polar molecule has a very large partially positive charge on one end and a very large partially negative charge on the other end.  That is why hydrogen bonds are stronger than the  normal dipole­dipole force.   Hydrogen bonds exists ONLY in compounds in which a H atom is covalently bonded directly to N, or O, or to F – the three most  electronegative elements.  Examples:  NH 3 HF, H2O, CH3OH but not CH 2 2because the H atoms in this molecule are NOT  bonded to the F atoms:   In molecules in which H is directly bonded to N, O, or F, there is a very large difference in electronegativity between H and the N,  O, or F atom.  The H­N, H­O, or H­F bond is very, very polar.  The hydrogen bond is the attractive force between the very  partially positive H atom in one molecule and the very partially negative N, O, or F atom in a second molecule:   Because H­bonds are especially strong, molecules that exhibit hydrogen bonding have abnormally high boiling points based on the molar mass.  The next page compares boiling points of some polar substances of similar molar mass. In each group of compounds, the compound with hydrogen bonding (NH ,3H O2 and HF) have boiling points that are very high compared to the other  compounds in the group, even though those three compounds have the lowest molar mass of any compound in the group.     Group 15  Group 16  Group 17  Sub­  Molar  Boili  Sub­  Molar  Boili  Sub­  Molar  Boili stan mass ng stanc mass ng pt. stanc mass ng pt. ce (g/mol) pt. e (g/mol) (C) e (g/mo (C) (C) l)  NH 3  17  –33  H 2   18  100  HF   20  19 ** ** **  PH  34  –88  H S  35  –60  HCl  36  –85 3 2  AsH  78  –63  H 2e  82  –42  HBr  81  –67 3  SbH  125  –18  H 2e  130  –2  HI  127  –35 3  ** hydrogen bonding.   The next page is a graph of these boiling points which shows the abnormally  have values for the hydrogen bonded substances.  Notice that CH  does not  4 have hydrogen bonding and so it has the low boiling point expected from a  compound with a low molar mass.  Example Problem:   Which of the following exhibits hydrogen bo nding betw                            This page is blank so you can try to answer the question yourself.  The answers are on the next page.   Example Problem:    Which of the following exhibits hydrogen bonding between their  molecules?                          Molecule I has a bond between O and H; molecule II has a bond between N and H; molecule V has a bond between O  and H.  So I, II, and V exhibit hydrogen bonding.   Molecule III has H and O, but the two atoms are not bonded to each other so no hydrogen bonding.  Molecule IV has  H atoms but no N, O, or F atoms so no hydrogen bond4.  Ionic forces (bonds)                     Ionic compounds have both ionic bonds and ionic forces.  What is the difference?  In a NaCl unit, there is an ionic  + – + – bon+ between the Na  ion and the Cl– ion.  But the Na  ion is also bonded to the Cl  +ons in o–her NaCl units.  Every  Na  ion is surrounded on all sides by Cl  ions.  We say that those attractive forces between the Na  ion to Cl  ions in  other NaCl units are ionic intermolecular forces.  And, each Cl  ion is attracted on all sides to Na+ ions in other NaCl units.   Ionic forces are the strongest of all intermolecular forces.  They are the strongest because these are attractions between oppositely ions with complete separation of charge.  Dispersion  forces, dipole­dipole forces, and hydrogen bonds are  attractive forces between partial charges but ionic forces are attractive force between full charges – ions.    Ionic forces are present in all ionic compounds. Because they are so strong,  ionic compounds have very high boiling points and are all solids are room   temperature.    Dispersion  Dipole­  Hydrogen  Ionic Dipole Bonding                     Increasing Strength of Intermolecular Forces                                   Increasing Charge Separation   Summary:   1.  The larger the charge separation, the stronger the intermolecular  forces. In other words, the larger the charges in the substance, the stronger the force.   2. The stronger the intermolecular forces, the higher the boiling point.  The stronger the force, the more kinetic energy that is required to pull the particles away from each other so the  substance can go into the gas phase.  Kinetic energy comes from heat.   3.  For compounds with the same intermolecular force, boiling point  increases with molar mass.  ****Don’t use molar mass to determine the relative strength of forces of substances UNLESS all of the substances you are comparing have the same type of force.  For example, a substance with low molar mass and hydrogen bonding may very well have stronger forces that a substance with larger molar mass but only dispersion forces.  Here is an extra practice page of notes! Try these – the answers are on  the next page.  Example Problems: 1) Identify the strongest intermolecular force in each of the following  compounds:   NiS              4 CH            2O HOCH CH OH 2 2      2) Rank the following substances in order of increasing boiling point:   NiS CH 4 SO 2 HOCH CH 2H 2     3) Rank the following substances in order of increasing boiling point:  N 2g), O 2g), and Cl (2)  Example Problems: 4) Identify the strongest intermolecular force in each of the following  compounds:   NiS                CH            SO 4 2 HOCH CH OH 2 2   I suggest doing this:  first determine if there are any ionic compounds, easily recognizable because they are composed  of metal/nonmetal.  NiS is the only ionic compound and so is the only one with ionic forces.  Then look for compounds with hydrogen bonding; that is pretty easy to spot because you are looking for compounds in which an H atom is bonded directly to N, O, or F.  H2CH 2H OH has hydrogen bonded to oxygen and so has  hydrogen bonds.   Then determine whether a compound is polar or nonpolar.  This is not as straightforward because you need the  molecular geometry to determine that.  SO 2has a bent molecular geometry.  The more electronegative O atoms pull the electron density from the less  electronegative S atom; the S atom is partially positive and the O atoms are partially negatively 2harged. So SO  polar  and has dipole­dipole forces. C4  is tetrahedral; the C­H bonds are just a little polar but the four of them cancel out.  CH  4s nonpolar and has only dispersion forces.                     Something good to know is that hydrocarbons like CH4 (molecules with only C and H atoms) are always  nonpolar.     5) Rank the following substances in order of increasing boiling point:   NiS CH 4 SO 2 HOCH CH O2 2   To answer this, we need to know the relative strength of the intermolecular forces of these substances, which we have  already determined.  The stronger the force, the higher the boiling point.   Lowest boiling point      →→              Highest boiling point  CH              <     SO             <     HOCH CH OH    <    NiS 4 2 2 2  dispersion  <  dipole­dipole  <  H­bonding  <  ionic   Weakest force                 →→    Strongest force   6) Rank the following substances in order of increasing boiling point:  N (g), O (g), and Cl (g) 2 2 2   To answer this, you need to know what kind of intermolecular forces these molecules have: 1. Are any ionic compounds?  No, so no ionic forces. 2. Do any have H bonded to N, O, or F?  No, so no H­bonding. 3. Are any polar?  No, these are molecules with no polar bonds, so no dipole­dipole forces. 4. Then there are only dispersion forces.   Since all three have dispersion forces, how do we distinguish between them?  Use the molar mass – the larger the  molar mass, the stronger the dispersion forces, and the higher the boiling point.   Boiling point:     N2     <    2O     < 2 Cl  Molar mass,        28            32          71  g/mol


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Amaris Trozzo George Washington University

"I made $350 in just two days after posting my first study guide."

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.