Kogepunkter er en af en række fysiske egenskaber, der er anført for grundstoffer og forbindelser i tabeller, der kan virke uendelige. Hvis du ser nærmere på, kan du se, hvordan den kemiske struktur og måder, som forbindelserne interagerer på, påvirker de egenskaber, du observerer. Alkoholer og alkaner er klasser af organiske forbindelser, som er forbindelser, der indeholder kulstof. Deres funktionelle grupper eller de dele af den kemiske struktur, der bruges til at klassificere dem, er ansvarlige for deres kogepunkter.
Virkningen af molær masse på kogepunktet
Når man sammenligner kogepunkterne for to forbindelser, er en faktor, der er vigtig at overveje, molær masse. Molær masse er et mål for, hvor mange protoner og neutroner der er i et molekyle eller størrelsen af et molekyle. Højere molære masser har tendens til at føre til højere kogepunkter. Intermolekylære kræfter holder molekylerne i en væske sammen, og større molekyler har større intermolekylære kræfter. På grund af dette er det vigtigt at sammenligne molekyler med lignende molær masse for at undersøge, hvordan strukturen påvirker kogepunktet.
Struktur af alkoholer og alkaner
Alkoholer er defineret af en hydroxylgruppe (et hydrogen bundet til et ilt.) Oxygenet er bundet til et carbon, en kæde af carbonatomer eller en mere kompleks organisk struktur. Et eksempel på en alkohol er den ethanol, der tilsættes din bilbrændstof. Alkaner er de enkleste organiske forbindelser, der kun indeholder kulstof og brint. Den funktionelle gruppe for alkaner er simpelthen et kulstof med tre hydrogener bundet til det. Denne funktionelle gruppe kan være bundet til et brint, et andet kulstof eller en kæde af carbonatomer. Et eksempel på en alkan er pentan, en fem-carbon-kæde med ti hydrogener bundet til den.
Typer af intermolekylære obligationer
Der er bindinger, der holder atomerne i et molekyle sammen, og så er der intermolekylære bindinger, som er de attraktive kræfter mellem molekyler. De forskellige intermolekylære bindinger fra stærkeste til svageste er: ionbindinger, hydrogenbindinger, dipol-dipolbindinger og Van der Waals-kræfter. Modsætninger tiltrækker på molekylært niveau, og negativt ladede elektroner tiltrækkes af de positive protoner i andre molekyler. Ioniske bindinger er tiltrækningen mellem et atom, der mangler en elektron, og et atom, der har en ekstra elektron. De andre obligationer er attraktioner, der skyldes, at elektroner midlertidigt bruger mere tid på den ene side af en molekyle, der skaber negative og positive poler, der tiltrækker modsat ladede poler på andre molekyler.
Hvordan intermolekylære obligationer påvirker kogepunkter
Kogepunkter er temperaturerne, hvor væsker bliver til gasser. Temperaturen repræsenterer den energi, der kræves for at overvinde de intermolekylære kræfter og lade molekylerne bevæge sig væk fra hinanden. Hydroxylgruppen i alkoholer danner hydrogenbindinger, en stærk intermolekylær kraft, der tager meget energi at overvinde. Bindingerne mellem alkaner er Van der Waals-kræfter, den svageste intermolekylære kraft, så det tager ikke så meget energi at nå alkanernes kogepunkt.