Τι καθορίζει το σημείο βρασμού και κατάψυξης μιας ουσίας;
σημείο βρασμού
* Ορισμός: Η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό αλλάζει σε αέριο (ατμός).
* Διαμοριακές δυνάμεις: Στο σημείο βρασμού, τα μόρια έχουν αρκετή κινητική ενέργεια για να ξεπεράσουν τις ελκυστικές δυνάμεις που τους κρατούν μαζί στην υγρή κατάσταση. Οι ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να σπάσει, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία βρασμού.
* Άλλοι παράγοντες:
* Πίεση: Η χαμηλότερη ατμοσφαιρική πίεση οδηγεί σε χαμηλότερο σημείο βρασμού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το νερό βράζει σε χαμηλότερη θερμοκρασία σε υψηλότερα υψόμετρα.
* Μοριακό βάρος: Τα βαρύτερα μόρια έχουν γενικά υψηλότερα σημεία βρασμού επειδή έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια και μπορούν να σχηματίσουν ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.
σημείο κατάψυξης
* Ορισμός: Η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό αλλάζει σε στερεό.
* Διαμοριακές δυνάμεις: Στο σημείο κατάψυξης, τα μόρια χάνουν αρκετή κινητική ενέργεια ότι οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους γίνονται αρκετά ισχυρές για να τους κρατήσουν σε μια σταθερή, άκαμπτη δομή, σχηματίζοντας ένα στερεό. Οι ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις οδηγούν σε υψηλότερα σημεία κατάψυξης.
* Άλλοι παράγοντες:
* Πίεση: Παρόμοια με το σημείο βρασμού, η χαμηλότερη πίεση μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλότερο σημείο κατάψυξης.
* Μοριακό σχήμα: Τα πιο σύνθετα μόρια μπορούν να συσκευάσουν μαζί πιο αποτελεσματικά στη στερεά κατάσταση, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία κατάψυξης.
Τύποι διαμοριακών δυνάμεων
Η δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων αυξάνεται με την ακόλουθη σειρά:
1. Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Παρουσιάζονται σε όλα τα μόρια, είναι προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων που δημιουργούν προσωρινά δίπολα.
2. Εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων, όπου τα μόνιμα δίπολα προσελκύουν ο ένας τον άλλον.
3. δεσμός υδρογόνου: Ένας ειδικός τύπος δύναμης διπολικού-δίπολου όπου ένα άτομο υδρογόνου συνδέεται με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθόριο). Οι δεσμοί υδρογόνου είναι ο ισχυρότερος τύπος διαμοριακής δύναμης.
Παραδείγματα:
* νερό: Έχει ισχυρή σύνδεση υδρογόνου, που οδηγεί σε σχετικά υψηλή βρασμό (100 ° C) και σημεία κατάψυξης (0 ° C).
* αιθανόλη: Έχει επίσης δεσμό υδρογόνου, αλλά λιγότερο εκτεταμένη από το νερό, με αποτέλεσμα χαμηλότερο βρασμό (78 ° C) και σημεία κατάψυξης (-114 ° C).
* μεθάνιο: Μόνο οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου, οδηγώντας σε πολύ χαμηλό σημείο βρασμού (-161 ° C) και σημείο κατάψυξης (-182 ° C).
Συνοπτικά:
Τα σημεία βρασμού και κατάψυξης μιας ουσίας σχετίζονται άμεσα με τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων μεταξύ των μορίων της. Οι ισχυρότερες δυνάμεις οδηγούν σε υψηλότερα σημεία βρασμού και κατάψυξης. Άλλοι παράγοντες όπως η πίεση και το μοριακό σχήμα μπορούν επίσης να επηρεάσουν αυτά τα σημεία.
