Точки кипения - это один из набора физических характеристик, перечисленных для элементов и соединений в таблицах, которые могут показаться бесконечными. Если вы присмотритесь, то увидите, как химическая структура и способы взаимодействия соединений влияют на наблюдаемые вами свойства. Спирты и алканы - это классы органических соединений, которые представляют собой соединения, содержащие углерод. Их функциональные группы или части химической структуры, которые используются для их классификации, ответственны за их точки кипения.
Влияние молярной массы на температуру кипения
При сравнении температур кипения двух соединений важно учитывать молярную массу. Молярная масса - это мера того, сколько протонов и нейтронов находится в молекуле, или размер молекулы. Более высокие молярные массы приводят к более высоким температурам кипения. Межмолекулярные силы удерживают молекулы жидкости вместе, а более крупные молекулы имеют большие межмолекулярные силы. По этой причине важно сравнивать молекулы с одинаковой молярной массой, чтобы изучить, как структура влияет на температуру кипения.
Структура спиртов и алканов
Спирты определяются гидроксильной группой (водород, связанный с кислородом). Кислород связан с углеродом, цепочкой углеродов или более сложной органической структурой. Примером спирта является этанол, добавляемый в автомобильное топливо. Алканы - простейшие органические соединения, содержащие только углерод и водород. Функциональная группа для алканов - это просто углерод с тремя присоединенными к нему атомами водорода. Эта функциональная группа может быть присоединена к водороду, другому атому углерода или цепочке атомов углерода. Примером алкана является пентан, пятиуглеродная цепь с десятью атомами водорода, связанными с ней.
Типы межмолекулярных связей
Есть связи, которые удерживают атомы молекулы вместе, а есть межмолекулярные связи, которые являются силами притяжения между молекулами. Различные межмолекулярные связи от самых сильных до самых слабых: ионные связи, водородные связи, диполь-дипольные связи и силы Ван-дер-Ваальса. Противоположности притягиваются на молекулярном уровне, а отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительным протонам в других молекулах. Ионные связи - это притяжение между атомом, у которого отсутствует электрон, и атомом, у которого есть дополнительный электрон. Другие связи - это притяжение, которое возникает из-за того, что электроны временно проводят больше времени на одной стороне молекула, создавая отрицательные и положительные полюса, которые притягиваются к противоположно заряженным полюсам других молекул.
Как межмолекулярные связи влияют на температуру кипения
Точки кипения - это температуры, при которых жидкости превращаются в газы. Температура представляет собой энергию, необходимую, чтобы преодолеть межмолекулярные силы и позволить молекулам удаляться друг от друга. Гидроксильная группа в спиртах образует водородные связи, сильную межмолекулярную силу, преодоление которой требует много энергии. Связи между алканами представляют собой силы Ван-дер-Ваальса, самые слабые межмолекулярные взаимодействия, поэтому для достижения точки кипения алканов не требуется столько энергии.