Wat is de reden waarom alcoholen een hoger kookpunt hebben dan alkanen met een vergelijkbare molmassa?

Kookpunten zijn een van een reeks fysieke kenmerken die worden vermeld voor elementen en verbindingen in tabellen die eindeloos kunnen lijken. Als je beter kijkt, kun je zien hoe de chemische structuur en de manier waarop de verbindingen op elkaar inwerken de eigenschappen die je waarneemt beïnvloeden. Alcoholen en alkanen zijn klassen van organische verbindingen, dit zijn verbindingen die koolstof bevatten. Hun functionele groepen, of de delen van de chemische structuur die worden gebruikt om ze te classificeren, zijn verantwoordelijk voor hun kookpunten.

Bij het vergelijken van de kookpunten van twee verbindingen, is een factor die belangrijk is om te overwegen de molmassa. Molaire massa is een maat voor het aantal protonen en neutronen in een molecuul, of de grootte van een molecuul. Hogere molmassa's leiden meestal tot hogere kookpunten. Intermoleculaire krachten houden de moleculen van een vloeistof bij elkaar, en grotere moleculen hebben grotere intermoleculaire krachten. Daarom is het belangrijk om moleculen met een vergelijkbare molmassa te vergelijken om te onderzoeken hoe structuur het kookpunt beïnvloedt.

Alcoholen worden gedefinieerd door een hydroxylgroep (een waterstof gebonden aan een zuurstof). De zuurstof is gehecht aan een koolstof, keten van koolstoffen of een complexere organische structuur. Een voorbeeld van een alcohol is de ethanol die aan uw autobrandstof wordt toegevoegd. Alkanen zijn de eenvoudigste organische verbindingen, die alleen koolstof en waterstof bevatten. De functionele groep voor alkanen is gewoon een koolstof waaraan drie waterstofatomen zijn bevestigd. Die functionele groep kan aan een waterstofatoom, een andere koolstof of een keten van koolstofatomen zijn bevestigd. Een voorbeeld van een alkaan is pentaan, een keten van vijf koolstofatomen waaraan tien waterstofatomen zijn gebonden.

Er zijn bindingen die de atomen van een molecuul bij elkaar houden en dan zijn er intermoleculaire bindingen, de aantrekkingskrachten tussen moleculen. De verschillende intermoleculaire bindingen van sterk naar zwak zijn: ionische bindingen, waterstofbruggen, dipool-dipoolbindingen en Van der Waals-krachten. Tegenpolen trekken elkaar aan op moleculair niveau, en negatief geladen elektronen worden aangetrokken door de positieve protonen in andere moleculen. Ionische bindingen zijn de aantrekkingskracht tussen een atoom dat een elektron mist en een atoom dat een extra elektron heeft. De andere bindingen zijn aantrekkingen die het gevolg zijn van elektronen die tijdelijk meer tijd aan één kant van a. doorbrengen molecuul, waardoor negatieve en positieve polen ontstaan, die elkaar aantrekken naar tegengesteld geladen polen op andere moleculen.

Kookpunten zijn de temperaturen waarbij vloeistoffen in gassen veranderen. De temperatuur vertegenwoordigt de energie die nodig is om de intermoleculaire krachten te overwinnen en de moleculen van elkaar weg te laten bewegen. De hydroxylgroep in alcoholen vormt waterstofbruggen, een sterke intermoleculaire kracht die veel energie kost om te overwinnen. De bindingen tussen alkanen zijn Van der Waals-krachten, de zwakste intermoleculaire kracht, dus het kost niet zoveel energie om het kookpunt van alkanen te bereiken.