Mitkä nesteet kiehuvat alemmassa kaasun lämpötilassa kuin vesi?

Aineiden kiehumispisteet vaihtelevat niiden rakenteen mukaan molekyylitasolla. Me kaikki tunnemme veden kiehumispisteen vakiopaineessa - 100 astetta tai 212 astetta Fahrenheit. Monet aineista, joita pidät kaasuina, ovat kuitenkin vain kaasuja, koska niiden kiehumispisteet ovat selvästi alle huoneen lämpötilan. Jopa joidenkin huoneenlämpötilassa nesteiden, kuten etanolin, kiehumispisteet ovat alemmat kuin vedellä.

Typpi (N2), hiilidioksidi, happi (O2), helium, kloori (Cl2) ja vety ovat kaikki tuttuja esimerkkejä aineista, jotka kiehuvat paljon alemmissa lämpötiloissa kuin vesi. Nestemäisellä heliumilla on kaikkien alin kiehumispiste - noin -452 Fahrenheit-astetta, vain 4,2 celsiusastetta absoluuttisen nollan yläpuolella. Vaikka näitä aineita kutsutaan kaasuiksi, on tärkeää muistaa, että mitään ainetta ei voida määritellä "kaasuksi" tai "nesteeksi" paitsi tietyssä lämpötilassa. Neste, kiinteä aine ja kaasu ovat kaikki vain eri ainetiloja, ja aine voi elää missä tahansa näistä kolmesta tilasta lämpötilasta ja paineesta riippuen.

Vedellä on dipolimomentti, mikä tarkoittaa, että se on napa, koska hapella on heikko osittainen negatiivinen varaus ja vetyillä heikko osittainen positiivinen varaus. Hiilivetyyhdisteet, kuten bensiinissä olevat, ovat kuitenkin polaarittomia. Lontoon dispersiovoimiksi kutsutut vuorovaikutukset pitävät ei-polaarisia molekyylejä yhdessä kiinteässä tai nestefaasissa; nämä Lontoon voimat vahvistuvat molekyylien koon kasvaessa. Tämän seurauksena monet pienemmät ei-polaariset molekyylit, kuten bensiinin komponentit, kiehuvat matalammassa lämpötilassa kuin vesi, koska molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat heikompia.

Kuten vesimolekyylit, alkoholit ovat polaarisia ja voivat myös muodostaa erityisen sidoksen, jota kutsutaan vetysidokseksi. Vesimolekyylit voivat kuitenkin muodostaa kaksi vetysidosta, kun taas alkoholi voi muodostaa vain yhden. Alkoholien kiehumispiste on yleensä korkeampi kuin samankokoisilla hiilivedyillä, mutta alhaisempi kiehumispiste kuin vedellä. Näin teet viinaa kuten viskiä: tislaamalla etanolipitoisuuden lisäämiseksi.

Monilla muilla molekyyleillä on alhaisemmat kiehumispisteet kuin vedellä. Yksi merkittävä esimerkki on molekyyliluokka, jota kutsutaan eettereiksi ja joissa happi on sitoutunut kahteen hiileen; ne ovat hiukan polaarisia, mutta eivät niin polaarisia kuin vesi tai alkoholit, eivätkä ne voi muodostaa vetysidoksia, joten niiden kiehumispisteet ovat tyypillisesti alhaisemmat. Toinen esimerkki on ammoniakki, jota myydään tyypillisesti veteen liuenneena. Se kiehuu alle 0 celsiusasteen ja huoneenlämpötilassa se esiintyy kaasuna, vaikkakin helposti liukenevana kaasuna.