Vrelišča so ena izmed nabora fizikalnih značilnosti elementov in spojin, naštetih v tabelah, ki se lahko zdijo neskončne. Če pogledate natančneje, lahko vidite, kako kemijska struktura in načini medsebojnega delovanja spojin vplivajo na lastnosti, ki jih opažate. Alkoholi in alkani so razredi organskih spojin, ki so spojine, ki vsebujejo ogljik. Njihove funkcionalne skupine ali deli kemične strukture, ki se uporabljajo za njihovo razvrstitev, so odgovorne za njihova vrelišča.
Vpliv molske mase na vrelišče
Pri primerjavi vrelišč dveh spojin je eden od dejavnikov, ki ga je treba upoštevati, molska masa. Molska masa je merilo, koliko protonov in nevtronov je v molekuli ali velikost molekule. Višje molske mase ponavadi vodijo do višjih vrelišč. Medmolekularne sile držijo molekule tekočine skupaj, večje molekule pa imajo večje medmolekularne sile. Zaradi tega je pomembno primerjati molekule s podobno molsko maso, da preučimo, kako struktura vpliva na vrelišče.
Struktura alkoholov in alkanov
Alkoholi so opredeljeni s hidroksilno skupino (vodik, vezan na kisik.) Kisik je vezan na ogljik, verigo ogljikov ali bolj zapleteno organsko strukturo. Primer alkohola je etanol, ki je dodan gorivu vašega avtomobila. Alkani so najpreprostejše organske spojine, ki vsebujejo samo ogljik in vodik. Funkcionalna skupina za alkane je preprosto ogljik, na katerega so pritrjeni trije vodiki. Ta funkcionalna skupina je lahko vezana na vodik, drug ogljik ali verigo ogljikov. Primer alkana je pentan, petogljična veriga, na katero je vezanih deset vodikov.
Vrste medmolekularnih vezi
Obstajajo vezi, ki držijo atome molekule skupaj, nato pa obstajajo medmolekularne vezi, ki so privlačne sile med molekulami. Različne medmolekularne vezi, od najmočnejših do najšibkejših, so: ionske vezi, vodikove vezi, dipol-dipolne vezi in Van der Waalsove sile. Nasprotja se privlačijo na molekularni ravni, negativno nabiti elektroni pa pozitivne protone v drugih molekulah. Jonske vezi so privlačnost med atomom, ki mu manjka elektron, in atomom, ki ima dodaten elektron. Druge vezi so privlačnosti, ki so posledica elektronov, ki začasno preživijo več časa na eni strani a molekula, ki ustvarja negativne in pozitivne polove, ki se privlačijo na nasprotno nabitih polih na drugih molekulah.
Kako medmolekularne obveznice vplivajo na vrelišča
Vrelišča so temperature, pri katerih se tekočine spremenijo v pline. Temperatura predstavlja energijo, ki je potrebna za premagovanje medmolekularnih sil in omogočanje, da se molekuli oddaljujeta druga od druge. Hidroksilna skupina v alkoholih tvori vodikove vezi, močno medmolekularno silo, ki jo za premagovanje porabi veliko energije. Veze med alkani so Van der Waalsove sile, najšibkejša medmolekularna sila, zato ne potrebuje toliko energije, da bi dosegla vrelišče alkanov.