Γιατί το βενζόλιο έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού, αλλά πολύ υψηλότερη τήξη από το τολουόλιο;
Το βενζόλιο έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού (80,1 ° C) από το τολουόλιο (110,6 ° C) λόγω των ισχυρότερων διαμοριακών δυνάμεων του. Τα μόρια βενζολίου συγκρατούνται από ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου σε σύγκριση με το τολουόλιο. Οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου είναι προσωρινά αξιοθέατα που προκύπτουν λόγω της συνεχούς κίνησης των ηλεκτρονίων μέσα στο μόριο.
Η συμμετρική κατανομή ηλεκτρονίων στο βενζόλιο επιτρέπει την αποτελεσματική στοίβαξη των μορίων, μεγιστοποιώντας αυτές τις δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου. Αντίθετα, το τολουόλιο έχει μια ομάδα μεθυλίου που συνδέεται με τον δακτύλιο βενζολίου, εισάγοντας ασυμμετρία και διαταράσσοντας την αποτελεσματική στοίβαξη. Η παρουσία της ομάδας μεθυλίου εισάγει επίσης πρόσθετη στερεοχημική παρεμπόδιση, η οποία αναστέλλει περαιτέρω τη στενή συσκευασία των μορίων τολουολίου. Ως αποτέλεσμα, οι διαμοριακές δυνάμεις στο βενζόλιο είναι ισχυρότερες, οδηγώντας σε χαμηλότερο σημείο βρασμού.
Ανώτερο σημείο τήξης του βενζολίου:
Το βενζόλιο έχει πολύ υψηλότερο σημείο τήξης (5,5 ° C) σε σύγκριση με το τολουόλιο (-95 ° C) λόγω της υψηλότερης ενέργειας του πλέγματος. Στην στερεά κατάσταση, τα μόρια βενζολίου είναι διατεταγμένα σε ένα πολύ διατεταγμένο κρυσταλλικό πλέγμα. Οι ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου στο βενζόλιο συμβάλλουν σε μια πιο σταθερή και άκαμπτη δομή πλέγματος.
Από την άλλη πλευρά, η παρουσία της ομάδας μεθυλίου στο τολουόλιο διαταράσσει την αποτελεσματική στοίβαξη των μορίων στην στερεά κατάσταση. Η ομάδα μεθυλίου εμποδίζει τη στενή συσκευασία και εισάγει ασυμμετρία στη δομή του πλέγματος, με αποτέλεσμα τις ασθενέστερες διαμοριακές δυνάμεις. Αυτή η ασθενέστερη δομή πλέγματος στο τολουόλιο οδηγεί σε χαμηλότερο σημείο τήξης.
Συνοπτικά, το χαμηλότερο σημείο βρασμού του βενζολίου μπορεί να αποδοθεί στις ισχυρότερες ενδομοριακές δυνάμεις της στην υγρή κατάσταση, ενώ το υψηλότερο σημείο τήξης του είναι συνέπεια της ισχυρότερης ενέργειας του πλέγματος στην στερεά κατάσταση.
