気化潜熱は、液体を気化させるために沸点で液体に加えなければならない熱エネルギーの量です。 熱は液体を加熱しないため、潜熱と呼ばれます。 それは、液体に存在し、分子を一緒に保持する分子間力を克服するだけであり、それらが気体として逃げるのを防ぎます。 分子間力を破壊するのに十分な熱エネルギーが液体に加えられると、分子は自由に液体の表面を離れ、加熱される材料の蒸気状態になります。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
蒸発潜熱は液体を加熱せず、分子間結合を破壊して材料の蒸気状態を形成できるようにします。 液体の分子は、液体がその沸点に達したときにそれらが気体になるのを防ぐ分子間力によって結合されます。 これらの結合を破壊するために追加しなければならない熱エネルギーの量は、蒸発潜熱です。
液体中の分子間結合
液体の分子は、分子をまとめて蒸発熱に影響を与える4種類の分子間力を経験する可能性があります。 液体分子に結合を形成するこれらの力は、液体と気体の状態方程式を開発したオランダの物理学者ヨハネスファンデルワールスにちなんでファンデルワールス力と呼ばれます。
極性分子は、分子の一方の端にわずかに正の電荷があり、もう一方の端にわずかに負の電荷があります。 それらは双極子と呼ばれ、いくつかのタイプの分子間結合を形成することができます。 水素原子を含む双極子は、水素結合を形成できます。 中性分子は一時的な双極子になり、ロンドン分散力と呼ばれる力を経験する可能性があります。 これらの結合を切断するには、蒸発熱に対応するエネルギーが必要です。
水素結合
水素結合は、水素原子が関与する双極子-双極子結合です。 水素原子は特に強い結合を形成します。これは、分子内の水素原子がプロトンであり、 正に帯電した陽子が負に帯電した双極子に近づくことを可能にする電子の内殻 密接に。 陽子を負の双極子に引き付ける静電力は比較的高く、結果として生じる結合は、液体の4つの分子間結合の中で最も強いものです。
双極子-双極子結合
極性分子の正に帯電した端が別の分子の負に帯電した端と結合する場合、それは双極子-双極子結合です。 双極子分子で構成された液体は、複数の分子との双極子-双極子結合を連続的に形成および切断します。 これらの結合は、4つのタイプの中で2番目に強いものです。
双極子誘起双極子結合
双極子分子が中性分子に近づくと、中性分子は双極子分子に最も近い点でわずかに帯電します。 正の双極子は中性分子に負の電荷を誘導し、負の双極子は正の電荷を誘導します。 結果として生じる反対の電荷が引き付けられ、作成される弱い結合は双極子誘起双極子結合と呼ばれます。
ロンドン分散力
2つの中性分子が一時的な双極子になると、それらの電子が偶然片側に集められ、2つの分子が ある分子の正の側が別の分子の負の側に引き付けられると、弱い一時的な静電結合を形成する可能性があります 分子。 これらの力はロンドン分散力と呼ばれ、液体の4種類の分子間結合の中で最も弱い力を形成します。
結合と蒸発熱
液体が多くの強い結合を持っているとき、分子は一緒にとどまる傾向があり、蒸発潜熱が上昇します。 たとえば、水には、酸素原子が負に帯電し、水素原子が正に帯電した双極子分子があります。 分子は強い水素結合を形成し、水はそれに応じて高い蒸発潜熱を持っています。 強い結合が存在しない場合、液体を加熱すると分子が容易に解放されて気体が形成され、蒸発潜熱が低くなります。