Γιατί το διαμάντι και το μεθάνιο έχουν διαφορετικό σημείο τήξης βρασμού;

Το Diamond και το μεθάνιο έχουν πολύ διαφορετικά σημεία βρασμού και τήξης λόγω των θεμελιωδών διαφορών στις δομές και τη συγκόλλησή τους:

Diamond:

* Δομή: Το Diamond έχει μια γιγαντιαία ομοιοπολική δομή. Κάθε άτομο άνθρακα σχηματίζει τέσσερις ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς με τα γειτονικά άτομα άνθρακα, δημιουργώντας ένα άκαμπτο, τρισδιάστατο δίκτυο που εκτείνεται σε όλο το κρύσταλλο.

* δεσμός: Οι ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί απαιτούν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας για να σπάσουν, καθιστώντας το διαμάντι εξαιρετικά σκληρό, με πολύ υψηλό σημείο τήξης (περίπου 3550 ° C) και σημείο βρασμού.

μεθάνιο:

* Δομή: Το μεθάνιο (CH4) είναι ένα απλό μόριο με ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται με τέσσερα άτομα υδρογόνου.

* δεσμός: Οι δεσμοί άνθρακα-υδρογόνου είναι ομοιοπολικοί, αλλά οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων μεθανίου είναι αδύναμες δυνάμεις van der Waals. Αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων, καθιστώντας τις πολύ πιο αδύναμες από τους ομοιοπολικούς δεσμούς στο διαμάντι.

* σημείο βρασμού: Οι αδύναμες δυνάμεις στο μεθάνιο σημαίνουν ότι απαιτεί μόνο μια μικρή ποσότητα ενέργειας για να τις ξεπεράσει, με αποτέλεσμα ένα χαμηλό σημείο βρασμού (-161,5 ° C).

* Σημείο τήξης: Το σημείο τήξης του μεθανίου είναι ακόμη χαμηλότερο (-182,5 ° C) λόγω των ίδιων ασθενών διαμοριακών δυνάμεων.

Συνοπτικά:

Η κύρια διαφορά μεταξύ διαμαντιού και μεθανίου βράζει μέχρι τον τύπο και τη δύναμη των δεσμών:

* Diamond: Ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί μέσα σε μια γιγαντιαία δομή, οδηγώντας σε υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.

* μεθάνιο: Οι αδύναμες δυνάμεις van der Waals μεταξύ μεμονωμένων μορίων, οδηγώντας σε πολύ χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού.