Los puntos de ebullición forman parte de un conjunto de características físicas enumeradas para elementos y compuestos en tablas que pueden parecer infinitas. Si observa más de cerca, puede ver cómo la estructura química y las formas en que los compuestos interactúan influyen en las propiedades que observa. Los alcoholes y alcanos son clases de compuestos orgánicos, que son compuestos que contienen carbono. Sus grupos funcionales, o las partes de la estructura química que se utilizan para clasificarlos, son responsables de sus puntos de ebullición.
El impacto de la masa molar en el punto de ebullición
Al comparar los puntos de ebullición de dos compuestos, un factor que es importante considerar es la masa molar. La masa molar es una medida de cuántos protones y neutrones hay en una molécula, o el tamaño de una molécula. Las masas molares más altas tienden a producir puntos de ebullición más altos. Las fuerzas intermoleculares mantienen unidas las moléculas de un líquido, y las moléculas más grandes tienen fuerzas intermoleculares mayores. Debido a esto, es importante comparar moléculas de masa molar similar para examinar cómo la estructura influye en el punto de ebullición.
Estructura de alcoholes y alcanos
Los alcoholes se definen por un grupo hidroxilo (un hidrógeno unido a un oxígeno). El oxígeno está unido a un carbono, una cadena de carbonos o una estructura orgánica más compleja. Un ejemplo de alcohol es el etanol que se agrega al combustible de su automóvil. Los alcanos son los compuestos orgánicos más simples, que contienen solo carbono e hidrógeno. El grupo funcional de los alcanos es simplemente un carbono con tres hidrógenos unidos a él. Ese grupo funcional puede estar unido a un hidrógeno, otro carbono o una cadena de carbonos. Un ejemplo de alcano es el pentano, una cadena de cinco carbonos con diez hidrógenos unidos a ella.
Tipos de enlaces intermoleculares
Hay enlaces que mantienen unidos a los átomos de una molécula y luego están los enlaces intermoleculares, que son las fuerzas de atracción entre las moléculas. Los diferentes enlaces intermoleculares del más fuerte al más débil son: enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, enlaces dipolo-dipolo y fuerzas de Van der Waals. Los opuestos se atraen a nivel molecular y los electrones cargados negativamente son atraídos por los protones positivos en otras moléculas. Los enlaces iónicos son la atracción entre un átomo al que le falta un electrón y un átomo que tiene un electrón extra. Los otros enlaces son atracciones que resultan de los electrones que pasan temporalmente más tiempo en un lado de un molécula, creando polos negativos y positivos, que atraen a polos de carga opuesta en otras moléculas.
Cómo los enlaces intermoleculares impactan los puntos de ebullición
Los puntos de ebullición son las temperaturas en las que los líquidos se convierten en gases. La temperatura representa la energía que se necesita para superar las fuerzas intermoleculares y permitir que las moléculas se alejen unas de otras. El grupo hidroxilo en los alcoholes forma enlaces de hidrógeno, una fuerza intermolecular fuerte que requiere mucha energía para vencer. Los enlaces entre los alcanos son las fuerzas de Van der Waals, la fuerza intermolecular más débil, por lo que no se necesita tanta energía para alcanzar el punto de ebullición de los alcanos.