Πώς καθορίζετε ποιο μόριο έχει υψηλότερο σημείο βρασμού;
Κατανόηση του σημείου βρασμού
* σημείο βρασμού: Η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό αλλάζει σε αέριο (εξατμίζεται).
* Διαμοριακές δυνάμεις (ΔΝΤ): Οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων. Τα ισχυρότερα ΔΝΤ απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστούν, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία βρασμού.
Παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο βρασμού
1. Μοριακό βάρος:
* Τα βαρύτερα μόρια έχουν υψηλότερα σημεία βρασμού. Τα μεγαλύτερα μόρια έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια, οδηγώντας σε ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου (ένας τύπος ΔΝΤ).
2. Δύναμη διαμοριακής δύναμης:
* δεσμός υδρογόνου: Το ισχυρότερο ΔΝΤ. Εμφανίζεται όταν το υδρογόνο συνδέεται με ένα πολύ ηλεκτροαρνητικό άτομο όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθοριοχή. Τα μόρια με δεσμό υδρογόνου έχουν σημαντικά υψηλότερα σημεία βρασμού.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων. Το μερικό θετικό τέλος ενός μορίου προσελκύεται από το μερικό αρνητικό τέλος άλλου.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου (LDF): Παρόν σε όλα τα μόρια. Προσωρινές, επαγόμενες διπόλες προκύπτουν από την κίνηση των ηλεκτρονίων. Η αντοχή των LDF αυξάνεται με μοριακό μέγεθος και επιφάνεια.
3. Μοριακό σχήμα και διακλάδωση:
* Γραμμικά μόρια: Έχουν ισχυρότερα ΔΜΣ από τα διακλαδισμένα μόρια. Τα γραμμικά μόρια έχουν μεγαλύτερη επιφάνεια για αλληλεπιδράσεις.
* διακλάδωση: Μειώνει το σημείο βρασμού μειώνοντας την επιφάνεια και την εξασθένιση του IMFs.
Βήματα για τον προσδιορισμό υψηλότερου σημείου βρασμού
1. Προσδιορίστε τους τύπους του ΔΝΤ που υπάρχουν:
* Αναζητήστε τη σύνδεση υδρογόνου (H-O, H-N, H-F).
* Εάν δεν υπάρχει σύνδεση υδρογόνου, ελέγξτε για πολικά μόρια (διπολική-διαδρομή).
* Όλα τα μόρια έχουν δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.
2. Συγκρίνετε τις δυνάμεις του ΔΝΤ:
* Δεσμός υδρογόνου> Διπολικές δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.
3. Εξετάστε το μοριακό βάρος και το σχήμα:
* Εάν τα ΔΜΣ είναι παρόμοια, το βαρύτερο μόριο θα έχει υψηλότερο σημείο βρασμού.
* Τα γραμμικά μόρια τείνουν να έχουν υψηλότερα σημεία βρασμού από τα διακλαδισμένα μόρια.
Παράδειγμα
Ας συγκρίνουμε τα σημεία βρασμού του νερού (H₂O) και το μεθάνιο (ch₄):
* νερό (h₂o): Έχει ισχυρή δέσμευση υδρογόνου λόγω της παρουσίας δεσμών Ο-Η.
* μεθάνιο (ch₄): Έχει μόνο αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου.
Δεδομένου ότι η δέσμευση υδρογόνου είναι πολύ ισχυρότερη από την LDFS, το νερό θα έχει σημαντικά υψηλότερο σημείο βρασμού από το μεθάνιο.
Περίληψη
Για να προσδιορίσετε ποιο μόριο έχει υψηλότερο σημείο βρασμού, εξετάστε τα εξής:
* δεσμός υδρογόνου: Το ισχυρότερο ΔΝΤ.
* Διπολική διπίδα: Παρουσιάζονται σε πολικά μόρια.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Παρουσιάζονται σε όλα τα μόρια, ισχυρότερα με μεγαλύτερο μέγεθος και επιφάνεια.
* Μοριακό βάρος: Τα βαρύτερα μόρια έχουν υψηλότερα σημεία βρασμού.
* Σχήμα: Τα γραμμικά μόρια τείνουν να έχουν υψηλότερα σημεία βρασμού από τα διακλαδισμένα μόρια.
