Los puntos de ebullición de las sustancias varían según su estructura a nivel molecular. Todos estamos familiarizados con el punto de ebullición del agua a presión estándar: 100 grados Celsius o 212 grados Fahrenheit. Sin embargo, muchas de las sustancias que considera gases son solo gases porque sus puntos de ebullición están muy por debajo de la temperatura ambiente. Incluso algunas sustancias que son líquidas a temperatura ambiente, como el etanol, tienen puntos de ebullición más bajos que el agua.
Atmósfera
El nitrógeno (N2), el dióxido de carbono, el oxígeno (O2), el helio, el cloro (Cl2) y el hidrógeno son ejemplos familiares de sustancias que hierven a temperaturas mucho más bajas que el agua. El helio líquido tiene el punto de ebullición más bajo de todos: alrededor de -452 grados Fahrenheit, solo 4.2 grados Celsius por encima del cero absoluto. Aunque estas sustancias se denominan gases, es importante recordar que ninguna sustancia puede definirse como "gas" o "líquido" excepto a una temperatura específica. El líquido, el sólido y el gas son todos estados diferentes de la materia, y una sustancia puede habitar cualquiera de estos tres estados, dependiendo de la temperatura y la presión.
Hidrocarburos no polares
El agua tiene un momento dipolar, lo que significa que es polar porque hay una carga negativa parcial débil en el oxígeno y una carga positiva parcial débil en los hidrógenos. Los compuestos de hidrocarburos como los que se encuentran en la gasolina, sin embargo, son apolares. Las interacciones llamadas fuerzas de dispersión de London mantienen juntas las moléculas apolares en la fase sólida o líquida; estas fuerzas de Londres se vuelven más fuertes a medida que aumenta el tamaño de las moléculas. En consecuencia, muchas moléculas apolares más pequeñas, como los componentes de la gasolina, hierven a una temperatura más baja que el agua porque las interacciones intermoleculares son más débiles.
Alcoholes
Al igual que las moléculas de agua, los alcoholes son polares y también pueden formar un tipo especial de enlace llamado enlace de hidrógeno. Las moléculas de agua, sin embargo, pueden formar dos enlaces de hidrógeno, mientras que un alcohol solo puede formar uno. Los alcoholes tienden a tener un punto de ebullición más alto que los hidrocarburos del mismo tamaño, pero un punto de ebullición más bajo que el agua. Así es como se elabora licor como el whisky: mediante la destilación para aumentar el contenido de etanol.
Otras moléculas
Muchas otras moléculas tienen puntos de ebullición más bajos que el agua. Un ejemplo notable es una clase de moléculas llamadas éteres, que tienen un oxígeno unido a dos carbonos; son ligeramente polares pero no tan polares como el agua o los alcoholes y no pueden formar enlaces de hidrógeno, por lo que normalmente tienen puntos de ebullición más bajos. Otro ejemplo es el amoníaco, que normalmente se vende disuelto en agua. Hierve por debajo de 0 grados Celsius y, a temperatura ambiente, se encuentra como un gas, aunque se disuelve fácilmente.