Entalpia parowania $ \ ce {HCN} $ jest wyższa niż dla $ \ ce {NH3} $, co sugeruje, że $ \ ce {HCN} Cząsteczki $ oddziałują silniej niż cząsteczki $ \ ce {NH3} $. Obligacje $ \ ce {C-H} $ nie są zwykle uważane za dobrych dawców wiązań wodorowych, ale $ \ ce {HCN} $ jest niezwykłe. Na przykład $ \ ce {HCN} $ ma $ \ mathrm pK_ \ mathrm $ o wartości 9,2, co wskazuje, że grupa $ \ ce {CN} $ wycofuje elektrony i że jest to rozsądna dobry donor wodoru (wiązania). Jest to prawdopodobnie spowodowane elektroujemnością azotu, a także wysoką „zawartością s” wiązania $ \ ce {CH} $ zhybrydyzowanego sp, które utrzymuje parę elektronów blisko jądra.

Właściwie, popierając odpowiedź Jana: rozważ poniższe punkty z książki Hydrogen Bonding: A Theoretical Perspective, s. 102.

„Co więcej, wodór w HCN jest na tyle kwaśny, że cząsteczka może działać jako skuteczny donor protonów ... W połączeniu z NH _3 $, HCN działa jako donor protonów ...”
Zgadza się to z uwagą Jana, na pK $ _a $ HCN.

Twój komentarz, że „wodór ma niedobór elektronów, co prowadzi do doskonałego akceptora elektronów” wydaje się dotyczyć wiązań wodorowych, podczas gdy istnieją dowody na to, że HCN ma charakter bardziej jonowy.

Oprócz istniejących odpowiedzi, które koncentrują się na kwasowości HCN, zwróć uwagę, że HCN jest również znacznie większą cząsteczką niż NH ₃ . Zatem nawet jeśli interakcje między cząsteczkami były jakościowo identyczne , nadal można by oczekiwać wyższej temperatury wrzenia HCN na podstawie samej różnicy wielkości (i wynikających z tego silniejszych oddziaływań dyspersji; patrz komentarze).

Jako ilustracyjny przykład możemy spojrzeć na metyloaminę, CH ₃ NH ₂ , który pod wieloma względami przypomina amoniak, z wyjątkiem zastąpienia jednego z jego atomów wodoru masywną grupą metylową, co czyni go podobnym rozmiarem do HCN. Jego temperatura wrzenia wynosi -6,6 ° C, znacznie powyżej -33 ° C dla NH ₃ .

Pozostała różnica ~ 32 K między temperaturami wrzenia HCN i CH ₃ NH ₂ można wtedy prawdopodobnie wyjaśnić silniejszą kwasowością wodoru HCN, a tym samym silniejszym wiązaniem wodorowym między cząsteczkami HCN niż w przypadku NH ₃ i CH ₃ NH ₂ .

Chociaż $ \ ce {NH3} $ składa się z wiązań wodorowych $ \ ce {HCN} $ ma bardzo silniejsze oddziaływanie dipol-dipol, co sprawia, że ​​jego temperatura wrzenia jest równoważna alkoholom.

Zobacz diagram:

„Kwasowość” nie może być odpowiedzialna, ponieważ kwasowość odnosi się do tego, co dzieje się w roztworze wodnym. (Zakładam, że użytkownik odnosi się do danych $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $.) Nie wiem, jak duża jest tendencja $ \ ce {HCN} $ do jonizacji w czystej cieczy, ale wątpię, żeby to było znaczące. Ale jeśli masz dane, zacytuj je. Nawet w przypadku wody $ K_ \ mathrm {w} = 10 ^ {- 14} $ jej tendencja do jonizacji nie przyczynia się do jej wysokiej temperatury wrzenia.

Myślę, że sedno pytania nie leży w wiązaniu wodorowym. Niedawno zadałem pytanie na olimpiadzie chemicznej USA (sekcja lokalna) na temat temperatury wrzenia substancji. Odkryłem, że samojonizacja odgrywa kluczową rolę w określaniu temperatury wrzenia i topnienia. Odpowiedzią na pytanie, które próbowałem zadać w przypadku substancji o najwyższej temperaturze wrzenia, był czysty kwas siarkowy, który najwyraźniej w dużym stopniu ma zdolność samojonizacji.

Powodem, dla którego samodyscyplina może podnieść temperaturę wrzenia substancji, są interakcje jonowe w cieczy powstających jonów wytwarzanych w procesie. Te silne oddziaływania jonowe zwiększają temperaturę wrzenia cieczy, podobnie jak w przypadku kwasu siarkowego.

Tę samą koncepcję można zastosować tutaj. Cząsteczka cyjanowodoru zdolna do samojonizacji, chociaż nie w tak dużym stopniu, może wytwarzać jony w fazie ciekłej. Ta interakcja jonowa, chociaż może być bardzo mała w porównaniu z kwasem siarkowym, powoduje wzrost temperatury wrzenia substancji.

Dla porównania, samojonizacja amoniaku jest prawdopodobnie znikoma, a zatem najsilniejsze interakcje to tylko wiązania wodorowe.

Ten post jest nieco spóźniony, ale mam nadzieję, że zapewnia to nową perspektywę.