คุณอาจสังเกตเห็นว่าสารต่างๆ มีจุดเดือดต่างกันมาก ตัวอย่างเช่น เอทานอลเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่าน้ำ โพรเพนเป็นไฮโดรคาร์บอนและก๊าซ ในขณะที่น้ำมันเบนซินซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิเท่ากัน คุณสามารถหาเหตุผลเข้าข้างตนเองหรืออธิบายความแตกต่างเหล่านี้ได้โดยคิดถึงโครงสร้างของแต่ละโมเลกุล ในกระบวนการนี้ คุณจะได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับเคมีในชีวิตประจำวัน
ลองนึกถึงสิ่งที่ยึดโมเลกุลไว้ในของแข็งหรือของเหลว พวกมันทั้งหมดมีพลังงาน ในของแข็ง พวกมันสั่นหรือสั่น และในของเหลวที่พวกมันเคลื่อนที่ไปมา เหตุใดจึงไม่บินออกจากกันเหมือนโมเลกุลในแก๊ส? ไม่ใช่เพียงเพราะพวกเขาได้รับแรงกดดันจากอากาศโดยรอบ เห็นได้ชัดว่ากองกำลังระหว่างโมเลกุลจับพวกมันไว้ด้วยกัน
โปรดจำไว้ว่าเมื่อโมเลกุลในของเหลวหลุดพ้นจากแรงที่ยึดพวกมันไว้ด้วยกันและหลบหนี พวกมันจะก่อตัวเป็นก๊าซ แต่คุณก็รู้ด้วยว่าการเอาชนะแรงระหว่างโมเลกุลนั้นต้องใช้พลังงาน ดังนั้น ยิ่งโมเลกุลพลังงานจลน์ในของเหลวนั้นมี -- อุณหภูมิที่สูงขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง -- โมเลกุลของพลังงานจลน์จะหลบหนีได้มากขึ้นและของเหลวก็จะระเหยเร็วขึ้น
ในขณะที่คุณเพิ่มอุณหภูมิไปเรื่อยๆ ในที่สุด คุณจะถึงจุดที่ฟองไอเริ่มก่อตัวขึ้นใต้พื้นผิวของของเหลว กล่าวอีกนัยหนึ่งก็เริ่มเดือด ยิ่งแรงระหว่างโมเลกุลในของเหลวแรงขึ้นเท่าไร ยิ่งใช้ความร้อนมากเท่านั้น และจุดเดือดยิ่งสูงขึ้น
โปรดจำไว้ว่าโมเลกุลทั้งหมดมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอซึ่งเรียกว่าแรงกระจายของลอนดอน โมเลกุลที่ใหญ่กว่าจะมีแรงกระจัดกระจายในลอนดอนที่แรงกว่า และโมเลกุลที่มีรูปร่างคล้ายแท่งจะสัมผัสกับแรงกระจัดกระจายของลอนดอนที่แรงกว่าโมเลกุลทรงกลม ตัวอย่างเช่น โพรเพน (C3H8) เป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่เฮกเซน (C6H14) เป็นของเหลว ซึ่งทั้งสองเป็น ทำจากคาร์บอนและไฮโดรเจน แต่เฮกเซนเป็นโมเลกุลที่ใหญ่กว่าและมีการกระจายตัวของลอนดอนที่แข็งแกร่งขึ้น กองกำลัง.
โปรดจำไว้ว่าโมเลกุลบางตัวมีขั้ว ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีประจุลบบางส่วนในบริเวณหนึ่งและมีประจุบวกบางส่วนในอีกภูมิภาคหนึ่ง โมเลกุลเหล่านี้ถูกดึงดูดเข้าหากันเล็กน้อย และแรงดึงดูดประเภทนี้แข็งแกร่งกว่าแรงกระจายลอนดอนเพียงเล็กน้อย หากสิ่งอื่นยังคงเท่ากัน โมเลกุลที่มีขั้วมากกว่าจะมีจุดเดือดสูงกว่าโมเลกุลที่ไม่มีขั้วมากกว่า ตัวอย่างเช่น o-dichlorobenzene มีขั้วในขณะที่ p-dichlorobenzene ซึ่งมีอะตอมของคลอรีนคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่ากันนั้นเป็นแบบไม่มีขั้ว ดังนั้น o-dichlorobenzene มีจุดเดือด 180 องศาเซลเซียส ในขณะที่ p-dichlorobenzene เดือดที่ 174 องศาเซลเซียส
โปรดจำไว้ว่าโมเลกุลที่ไฮโดรเจนติดอยู่กับไนโตรเจน ฟลูออรีน หรือออกซิเจนสามารถก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงกระจายของลอนดอนหรือแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของขั้ว ที่ซึ่งมีอยู่ พวกมันครองและยกระดับจุดเดือดอย่างมาก
ยกตัวอย่างน้ำ น้ำเป็นโมเลกุลขนาดเล็กมาก ดังนั้นแรงลอนดอนของมันจึงอ่อน เนื่องจากโมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนได้สองพันธะ อย่างไรก็ตาม น้ำมีจุดเดือดที่ค่อนข้างสูงที่ 100 องศาเซลเซียส เอทานอลเป็นโมเลกุลที่ใหญ่กว่าน้ำและมีแรงกระจัดกระจายในลอนดอนที่แข็งแกร่งกว่า เนื่องจากมีไฮโดรเจนอะตอมเพียงอะตอมเดียวสำหรับพันธะไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม มันสร้างพันธะไฮโดรเจนน้อยลง กองกำลังลอนดอนที่ใหญ่กว่านั้นไม่เพียงพอที่จะสร้างความแตกต่าง และเอทานอลมีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำ
จำไว้ว่าไอออนมีประจุบวกหรือประจุลบ ดังนั้นจึงถูกดึงดูดเข้าหาไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน แรงดึงดูดระหว่างสองไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันนั้นแรงมาก ที่จริงแล้วแรงกว่าพันธะไฮโดรเจนมาก ไอออน-ไอออนดึงดูดผลึกเกลือเหล่านี้ไว้ด้วยกัน คุณคงไม่เคยพยายามต้มน้ำเกลือ ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีเพราะเกลือเดือดที่อุณหภูมิมากกว่า 1,400 องศาเซลเซียส
จัดอันดับแรงระหว่างโมเลกุลและแรงระหว่างโมเลกุลตามลำดับความแรงดังนี้
Ion-ion (แรงดึงดูดระหว่างไอออน) พันธะไฮโดรเจน ไอออน-ไดโพล (ไอออนที่ดึงดูดไปยังโมเลกุลที่มีขั้ว) ไดโพล-ไดโพล (โมเลกุลขั้วสองขั้วดึงดูดกัน) แรงกระจายลอนดอน
โปรดทราบว่ากำลังของแรงระหว่างโมเลกุลในของเหลวหรือของแข็งคือผลรวมของปฏิกิริยาต่างๆ ที่พวกมันประสบ