Точки кипіння - це одна з сукупності фізичних характеристик, перелічених для елементів та сполук у таблицях, які можуть здатися нескінченними. Якщо придивитися уважніше, то можна побачити, як хімічна структура та способи взаємодії сполук впливають на властивості, які ви спостерігаєте. Спирти та алкани - це класи органічних сполук, які є сполуками, що містять вуглець. Їх функціональні групи або частини хімічної структури, які використовуються для їх класифікації, відповідають за їх точки кипіння.
Вплив молярної маси на точку кипіння
При порівнянні температур кипіння двох сполук важливим фактором є мольна маса. Молярна маса - це міра того, скільки протонів і нейтронів знаходиться в молекулі, або розмір молекули. Більш високі молярні маси, як правило, призводять до вищих температур кипіння. Міжмолекулярні сили утримують молекули рідини разом, а більші молекули мають більші міжмолекулярні сили. Через це важливо порівняти молекули подібної молярної маси, щоб дослідити, як структура впливає на температуру кипіння.
Будова спиртів та алканів
Спирти визначаються гідроксильною групою (водень, зв’язаний з киснем.) Кисень приєднується до вуглецю, ланцюгу вуглеців або більш складної органічної структури. Прикладом алкоголю є етанол, який додається у паливо вашої машини. Алкани - найпростіші органічні сполуки, що містять лише вуглець і водень. Функціональна група алканів - це просто вуглець, до якого приєднано три водню. Ця функціональна група може бути приєднана до водню, іншого вуглецю або ланцюга вуглеводнів. Прикладом алкану є пентан - п’ятивуглецевий ланцюг із зв’язаними з ним десятьма воднями.
Типи міжмолекулярних зв’язків
Існують зв’язки, які утримують атоми молекули разом, а потім існують міжмолекулярні зв’язки, які є силами притягання між молекулами. Різними міжмолекулярними зв’язками від найсильніших до найслабших є: іонні зв’язки, водневі зв’язки, диполь-дипольні зв’язки та сили Ван-дер-Ваальса. Протилежності притягуються на молекулярному рівні, а негативно заряджені електрони - до позитивних протонів інших молекул. Іонні зв’язки - це тяжіння між атомом, у якому бракує електрона, та атомом, який має зайвий електрон. Інші зв’язки - це притягання, які виникають внаслідок того, що електрони тимчасово проводять більше часу на одній стороні а молекула, створюючи негативні та позитивні полюси, які притягуються до протилежних зарядженим полюсам інших молекул.
Як міжмолекулярні зв’язки впливають на точки кипіння
Точками кипіння є температури, при яких рідини перетворюються на гази. Температура представляє енергію, необхідну для подолання міжмолекулярних сил і дозволяючи молекулам віддалятися одна від одної. Гідроксильна група в спиртах утворює водневі зв’язки - сильну міжмолекулярну силу, для подолання якої потрібно багато енергії. Зв’язки між алканами - це сили Ван дер Ваальса, найслабша міжмолекулярна сила, тому для досягнення точки кипіння алканів не потрібно стільки енергії.