Ποιος είναι ο λόγος που οι αλκοόλες έχουν υψηλότερο σημείο βρασμού από τα αλκάνια με παρόμοια μοριακή μάζα;

Τα σημεία βρασμού είναι ένα από τα φυσικά χαρακτηριστικά που αναφέρονται για στοιχεία και ενώσεις σε πίνακες που μπορεί να φαίνονται ατελείωτες. Αν κοιτάξετε πιο προσεκτικά, μπορείτε να δείτε πώς η χημική δομή και οι τρόποι αλληλεπίδρασης των ενώσεων επηρεάζουν τις ιδιότητες που παρατηρείτε. Οι αλκοόλες και τα αλκάνια είναι κατηγορίες οργανικών ενώσεων, οι οποίες είναι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα. Οι λειτουργικές ομάδες τους, ή τα μέρη της χημικής δομής που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμησή τους, είναι υπεύθυνα για τα σημεία βρασμού τους.

Κατά τη σύγκριση των σημείων ζέσεως δύο ενώσεων, ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η μοριακή μάζα. Η μοριακή μάζα είναι ένα μέτρο του αριθμού των πρωτονίων και των νετρονίων σε ένα μόριο ή του μεγέθους ενός μορίου. Οι υψηλότερες μοριακές μάζες τείνουν να οδηγούν σε υψηλότερα σημεία βρασμού. Οι διαμοριακές δυνάμεις συγκρατούν τα μόρια ενός υγρού και τα μεγαλύτερα μόρια έχουν μεγαλύτερες διαμοριακές δυνάμεις. Εξαιτίας αυτού, είναι σημαντικό να συγκρίνουμε μόρια παρόμοιας μοριακής μάζας για να εξετάσουμε πώς η δομή επηρεάζει το σημείο βρασμού.

Οι αλκοόλες ορίζονται από μια ομάδα υδροξυλίου (ένα υδρογόνο συνδεδεμένο με ένα οξυγόνο.) Το οξυγόνο συνδέεται με έναν άνθρακα, μια αλυσίδα άνθρακα ή μια πιο σύνθετη οργανική δομή. Ένα παράδειγμα αλκοόλης είναι η αιθανόλη που προστίθεται στο καύσιμο του αυτοκινήτου σας. Τα αλκάνια είναι οι απλούστερες οργανικές ενώσεις, που περιέχουν μόνο άνθρακα και υδρογόνο. Η λειτουργική ομάδα για τα αλκάνια είναι απλά ένας άνθρακας με τρία υδρογόνα συνδεδεμένα σε αυτό. Αυτή η λειτουργική ομάδα μπορεί να συνδεθεί με ένα υδρογόνο, έναν άλλο άνθρακα ή μια αλυσίδα άνθρακα. Ένα παράδειγμα αλκανίου είναι το πεντάνιο, μια αλυσίδα πέντε άνθρακα με δέκα υδρογόνα συνδεδεμένα σε αυτό.

Υπάρχουν δεσμοί που συγκρατούν τα άτομα ενός μορίου και στη συνέχεια υπάρχουν διαμοριακοί δεσμοί, οι οποίοι είναι οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων. Οι διαφορετικοί διαμοριακοί δεσμοί από τους ισχυρότερους έως τους πιο αδύναμους είναι: ιοντικοί δεσμοί, δεσμοί υδρογόνου, δεσμοί διπόλων-διπολών και δυνάμεις Van der Waals. Τα αντίθετα προσελκύουν σε μοριακό επίπεδο και τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια προσελκύονται στα θετικά πρωτόνια σε άλλα μόρια. Οι ιωνικοί δεσμοί είναι η έλξη μεταξύ ενός ατόμου που λείπει ένα ηλεκτρόνιο και ενός ατόμου που έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο. Οι άλλοι δεσμοί είναι αξιοθέατα που προκύπτουν από τα ηλεκτρόνια που ξοδεύουν προσωρινά περισσότερο χρόνο στη μία πλευρά του α μόριο, δημιουργώντας αρνητικούς και θετικούς πόλους, που προσελκύουν αντίθετα φορτισμένους πόλους σε άλλα μόρια.

Τα σημεία βρασμού είναι οι θερμοκρασίες όπου τα υγρά μετατρέπονται σε αέρια. Η θερμοκρασία αντιπροσωπεύει την ενέργεια που χρειάζεται για να ξεπεράσει τις διαμοριακές δυνάμεις και να επιτρέψει στα μόρια να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο. Η ομάδα υδροξυλίου στις αλκοόλες σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου, μια ισχυρή διαμοριακή δύναμη που χρειάζεται πολλή ενέργεια για να ξεπεραστεί. Οι δεσμοί μεταξύ αλκανίων είναι οι δυνάμεις Van der Waals, η ασθενέστερη διαμοριακή δύναμη, οπότε δεν χρειάζεται τόση ενέργεια για να φτάσει στο σημείο βρασμού των αλκανίων.