ما سبب احتواء الكحول على نقطة غليان أعلى من الألكانات ذات الكتلة المولية المماثلة؟

نقاط الغليان هي إحدى مجموعة الخصائص الفيزيائية المدرجة للعناصر والمركبات في الجداول التي قد تبدو بلا نهاية. إذا نظرت عن كثب ، يمكنك أن ترى كيف يؤثر التركيب الكيميائي والطرق التي تتفاعل بها المركبات على الخصائص التي تلاحظها. الكحولات والألكانات عبارة عن فئات من المركبات العضوية ، وهي مركبات تحتوي على الكربون. مجموعاتها الوظيفية ، أو أجزاء التركيب الكيميائي المستخدمة لتصنيفها ، هي المسؤولة عن نقاط غليانها.

عند مقارنة نقاط غليان مركبين ، فإن أحد العوامل المهمة التي يجب مراعاتها هو الكتلة المولية. الكتلة المولية هي مقياس لعدد البروتونات والنيوترونات في الجزيء ، أو حجم الجزيء. تميل الكتل المولية العالية إلى زيادة نقاط الغليان. تجمع القوى بين الجزيئات جزيئات السائل معًا ، والجزيئات الأكبر لها قوى أكبر بين الجزيئات. لهذا السبب ، من المهم مقارنة الجزيئات ذات الكتلة المولية المتشابهة لفحص كيفية تأثير البنية على نقطة الغليان.

يتم تعريف الكحولات بواسطة مجموعة الهيدروكسيل (هيدروجين مرتبط بأكسجين). يرتبط الأكسجين بكربون أو سلسلة من الكربون أو بنية عضوية أكثر تعقيدًا. مثال على الكحول هو الإيثانول الذي يضاف إلى وقود سيارتك. الألكانات هي أبسط المركبات العضوية ، وتحتوي فقط على الكربون والهيدروجين. المجموعة الوظيفية للألكانات هي ببساطة كربون به ثلاثة هيدروجين متصل به. يمكن ربط هذه المجموعة الوظيفية بهيدروجين أو كربون آخر أو سلسلة من الكربون. مثال على الألكان هو البنتان ، وهو عبارة عن سلسلة من خمسة كربون بعشرة هيدروجين مرتبطة بها.

هناك روابط تربط ذرات الجزيء معًا ثم توجد روابط بين الجزيئات ، وهي القوى الجاذبة بين الجزيئات. الروابط الجزيئية المختلفة من الأقوى إلى الأضعف هي: الروابط الأيونية ، الروابط الهيدروجينية ، الروابط ثنائية القطب وقوى فان دير فال. تجذب الأضداد على المستوى الجزيئي ، وتنجذب الإلكترونات سالبة الشحنة إلى البروتونات الموجبة في الجزيئات الأخرى. الروابط الأيونية هي عامل الجذب بين ذرة تفتقد إلكترونًا وذرة بها إلكترون إضافي. الروابط الأخرى هي عوامل جذب ناتجة عن قضاء الإلكترونات وقتًا أطول مؤقتًا في جانب واحد من أ جزيء ، مكونًا أقطابًا سالبة وإيجابية ، تجذب الأقطاب المتقابلة في الجزيئات الأخرى.

نقاط الغليان هي درجات الحرارة التي تتحول فيها السوائل إلى غازات. تمثل درجة الحرارة الطاقة اللازمة للتغلب على القوى بين الجزيئات والسماح للجزيئات بالابتعاد عن بعضها البعض. تشكل مجموعة الهيدروكسيل في الكحول روابط هيدروجينية ، وهي قوة جزيئية قوية تستهلك الكثير من الطاقة للتغلب عليها. الروابط بين الألكانات هي قوى فان دير فال ، أضعف قوة بين الجزيئات ، لذلك لا تأخذ نفس القدر من الطاقة للوصول إلى نقطة غليان الألكانات.