Γιατί οι οργανικές ενώσεις έχουν χαμηλά σημεία τήξης και βιολί;

Η δήλωση ότι οι οργανικές ενώσεις έχουν χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού είναι μια γενίκευση που χρειάζεται κάποια διευκρίνιση. Ενώ πολλές οργανικές ενώσεις έχουν σχετικά χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού σε σύγκριση με ανόργανες ενώσεις, υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις.

Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί αυτό συμβαίνει συχνά, μαζί με τις εξαιρέσεις:

Λόγοι για χαμηλότερα σημεία τήξης και βρασμού:

* αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Οι οργανικές ενώσεις βασίζονται κυρίως στις δυνάμεις van der Waals (δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου, αλληλεπιδράσεις διπολικού-δίπολου και δεσμό υδρογόνου) για να συγκρατούν τα μόρια μαζί. Αυτές οι δυνάμεις είναι γενικά πιο αδύναμες από τους ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς που βρίσκονται σε πολλές ανόργανες ενώσεις. Οι ασθενέστερες διαμοριακές δυνάμεις απαιτούν λιγότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί, με αποτέλεσμα χαμηλότερα σημεία τήξης και βρασμού.

* Μικρότερο μοριακό μέγεθος: Πολλά οργανικά μόρια είναι σχετικά μικρά και έχουν λιγότερη επιφάνεια για διαμοριακές αλληλεπιδράσεις. Αυτό μειώνει περαιτέρω τη δύναμη αυτών των αλληλεπιδράσεων και συμβάλλει στη μείωση των σημείων τήξης και βρασμού.

Εξαιρέσεις:

* μεγάλα οργανικά μόρια: Τα μεγαλύτερα οργανικά μόρια, όπως τα πολυμερή, μπορούν να έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μεγάλο τους μέγεθος και η παρουσία πολλαπλών διαμοριακών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των αλυσίδων αυξάνουν σημαντικά την ενέργεια που απαιτείται για να ξεπεραστούν αυτές οι δυνάμεις.

* ενώσεις με ισχυρές διαμοριακές αλληλεπιδράσεις: Οι οργανικές ενώσεις που σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου, όπως οι αλκοόλες και τα καρβοξυλικά οξέα, μπορούν να έχουν σχετικά υψηλά σημεία τήξης και βρασμού παρά την οργανική τους φύση.

* Αρωματικές ενώσεις: Οι αρωματικές ενώσεις όπως το βενζόλιο έχουν σχετικά υψηλά σημεία τήξης και βρασμού λόγω του αποσυνδεδεμένου συστήματος ηλεκτρονίων τους, το οποίο ενισχύει τις διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.

* Κρυσταλλικά οργανικά στερεά: Ορισμένα οργανικά μόρια μπορούν να σχηματίσουν κρυσταλλικές δομές με ισχυρές ενδομοριακές δυνάμεις, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία τήξης.

Συνοπτικά:

Ενώ πολλές οργανικές ενώσεις έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης και βρασμού λόγω των αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων τους και μικρότερου μοριακού μεγέθους, υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις. Το σημείο τήξης και βρασμού μιας οργανικής ένωσης εξαρτάται από μια σύνθετη αλληλεπίδραση παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του μοριακού μεγέθους, της φύσης των διαμοριακών δυνάμεων και της παρουσίας λειτουργικών ομάδων.