أي السوائل تغلي عند درجة حرارة غاز أقل من الماء؟

تختلف نقاط غليان المواد حسب تركيبها على المستوى الجزيئي. نحن جميعًا على دراية بنقطة غليان الماء عند الضغط القياسي - 100 درجة مئوية أو 212 درجة فهرنهايت. ومع ذلك ، فإن العديد من المواد التي تعتقد أنها غازات هي غازات فقط لأن درجة غليانها أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة. حتى بعض المواد التي تكون سائلة في درجة حرارة الغرفة ، مثل الإيثانول ، لها نقاط غليان أقل من الماء.

النيتروجين (N2) وثاني أكسيد الكربون والأكسجين (O2) والهيليوم والكلور (Cl2) والهيدروجين كلها أمثلة مألوفة للمواد التي تغلي في درجات حرارة أقل بكثير من الماء. يحتوي الهيليوم السائل على أقل نقطة غليان على الإطلاق - حوالي -452 درجة فهرنهايت ، و 4.2 درجة مئوية فقط فوق الصفر المطلق. على الرغم من أن هذه المواد تسمى غازات ، فمن المهم أن تتذكر أنه لا يمكن تعريف أي مادة على أنها "غاز" أو "سائل" إلا عند درجة حرارة معينة. السائل والصلب والغاز كلها حالات مختلفة للمادة ، ويمكن للمادة أن تسكن أيًا من هذه الحالات الثلاث ، اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط.

الماء له عزم ثنائي القطب ، مما يعني أنه قطبي لأن هناك شحنة سالبة جزئية ضعيفة على الأكسجين وشحنة موجبة جزئية ضعيفة على الهيدروجين. ومع ذلك ، فإن المركبات الهيدروكربونية مثل تلك الموجودة في البنزين غير قطبية. التفاعلات تسمى قوى تشتت لندن تجمع الجزيئات غير القطبية معًا في المرحلة الصلبة أو السائلة ؛ تصبح قوى لندن هذه أقوى مع زيادة حجم الجزيئات. وبالتالي ، فإن العديد من الجزيئات غير القطبية الأصغر مثل مكونات البنزين تغلي عند درجة حرارة أقل من الماء لأن التفاعلات بين الجزيئات تكون أضعف.

مثل جزيئات الماء ، الكحولات قطبية ويمكنها أيضًا تكوين نوع خاص من الروابط يسمى رابطة الهيدروجين. ومع ذلك ، يمكن أن تشكل جزيئات الماء رابطتين هيدروجينيتين ، بينما يمكن للكحول أن يشكل رابطة واحدة فقط. تميل الكحوليات إلى الحصول على نقطة غليان أعلى من الهيدروكربونات من نفس الحجم ولكن نقطة غليان أقل من الماء. هذه هي الطريقة التي تصنع بها الخمور مثل الويسكي: من خلال التقطير لزيادة محتوى الإيثانول.

العديد من الجزيئات الأخرى لديها نقاط غليان أقل من الماء. أحد الأمثلة البارزة هو فئة من الجزيئات تسمى الإيثرات ، والتي لها أكسجين مرتبط بكربونين ؛ إنها قطبية قليلاً ولكنها ليست قطبية مثل الماء أو الكحول ولا يمكنها تكوين روابط هيدروجينية ، لذلك عادةً ما يكون لها نقاط غليان أقل. مثال آخر هو الأمونيا ، التي تباع عادة مذابة في الماء. يغلي في درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية ويوجد في درجة حرارة الغرفة كغاز ، وإن كان يذوب بسهولة.