מהי הסיבה לאלכוהול יש נקודת רתיחה גבוהה יותר מאלקנים עם מסה טוחנת דומה?

נקודות רתיחה הן אחת ממכלול המאפיינים הפיזיים המפורטים עבור יסודות ותרכובות בטבלאות שיכולות להיראות אינסופיות. אם אתה מסתכל מקרוב יותר, אתה יכול לראות כיצד המבנה הכימי והדרכים בהן האינטראקציה של התרכובות משפיעים על המאפיינים שאתה צופה בהם. אלכוהולים ואלקנים הם סוגים של תרכובות אורגניות, שהם תרכובות המכילות פחמן. הקבוצות הפונקציונליות שלהם, או חלקי המבנה הכימי המשמשים לסיווגם, אחראים לנקודות הרתיחה שלהם.

כאשר משווים את נקודות הרתיחה של שתי תרכובות, גורם אחד שחשוב לקחת בחשבון הוא המסה הטוחנת. מסה טוחנת היא מדד של כמה פרוטונים ונויטרונים נמצאים במולקולה, או בגודל של מולקולה. מסות טוחנות גבוהות יותר נוטות להוביל לנקודות רתיחה גבוהות יותר. כוחות בין-מולקולריים מחזיקים את מולקולות הנוזל יחד, ולמולקולות גדולות יותר יש כוחות בין-מולקולריים גדולים יותר. מסיבה זו, חשוב להשוות מולקולות בעלות מסה טוחנת דומה כדי לבחון כיצד המבנה משפיע על נקודת הרתיחה.

אלכוהול מוגדר על ידי קבוצת הידרוקסיל (מימן קשור לחמצן.) החמצן מחובר לפחמן, לשרשרת פחמנים או למבנה אורגני מורכב יותר. דוגמא לאלכוהול הוא האתנול שמתווסף לדלק הרכב שלך. אלקנים הם התרכובות האורגניות הפשוטות ביותר, המכילות רק פחמן ומימן. הקבוצה הפונקציונלית של אלקנים היא פשוט פחמן עם שלושה מימנים המחוברים אליו. קבוצה פונקציונאלית זו יכולה להיות מחוברת למימן, לפחמן אחר או לשרשרת פחמנים. דוגמא לאלקן הוא פנטן, שרשרת של חמש פחמן ועשרה מימנים קשורים אליו.

ישנם קשרים המחזיקים את אטומי המולקולה יחד ואז ישנם קשרים בין מולקולריים, שהם הכוחות האטרקטיביים בין מולקולות. הקשרים הבין-מולקולריים השונים מהחזקים לחלשים הם: קשרים יוניים, קשרי מימן, קשרים דיפול-דיפול וכוחות ואן דר וואלס. ניגודים מושכים ברמה המולקולרית, ואלקטרונים טעונים שלילית נמשכים לפרוטונים החיוביים במולקולות אחרות. קשרים יוניים הם האטרקציה בין אטום שחסר לו אלקטרון לאטום שיש לו אלקטרון נוסף. הקשרים האחרים הם אטרקציות הנובעות מכך שאלקטרונים מבלים זמנית יותר זמן בצד אחד של a מולקולה, ויוצרים קטבים שליליים וחיוביים, המושכים לקטבים בעלי מטען הפוך על מולקולות אחרות.

נקודות רתיחה הן הטמפרטורות בהן נוזלים הופכים לגזים. הטמפרטורה מייצגת את האנרגיה הנדרשת בכדי להתגבר על הכוחות הבין מולקולריים ולאפשר למולקולות להתרחק זו מזו. קבוצת ההידרוקסיל באלכוהולים יוצרת קשרי מימן, כוח בין-מולקולרי חזק שלוקח הרבה אנרגיה להתגבר עליו. הקשרים בין אלקנים הם כוחות ואן דר וואלס, הכוח הבין-מולקולרי החלש ביותר, ולכן אין צורך באנרגיה רבה כדי להגיע לנקודת הרתיחה של אלקנים.