Γιατί το σημείο τήξης του αιθάνης είναι πολύ χαμηλότερο από το μεθάνιο;

Το σημείο τήξης του αιθάνης είναι πράγματι χαμηλότερο από αυτό του μεθανίου, παρόλο που το αιθάνιο έχει μεγαλύτερη μοριακή μάζα. Αυτό μπορεί να φαίνεται αντίθετο, αλλά υπάρχει ένας βασικός παράγοντας στο παιχνίδι: Van der Waals Forces .

Εδώ είναι γιατί:

* Διαμοριακές δυνάμεις: Οι κύριες δυνάμεις που συγκρατούν μόρια μαζί στη στερεά κατάσταση είναι διαμοριακές δυνάμεις. Αυτά είναι ασθενέστερα από τις ενδομοριακές δυνάμεις που συγκρατούν τα άτομα μαζί μέσα σε ένα μόριο.

* Van der Waals Δυνάμεις: Το αιθάνιο και το μεθάνιο είναι μη πολικά μόρια. Οι μόνες διαμοριακές δυνάμεις που βιώνουν είναι οι δυνάμεις van der Waals (συγκεκριμένα οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου). Αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από προσωρινές, κυμαινόμενες διπόλες που συμβαίνουν λόγω της κίνησης των ηλεκτρονίων μέσα στο μόριο.

* Μέγεθος έχει σημασία: Ενώ τόσο οι δυνάμεις διασποράς του μεθανίου όσο και του αιθάνου βιώνουν, η δύναμη αυτών των δυνάμεων εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του μορίου. Τα μεγαλύτερα μόρια, όπως το αιθάνιο, έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια και μια μεγαλύτερη επιφάνεια, οδηγώντας σε ισχυρότερα προσωρινά δίπολα.

* Διαμόρφωση: Το αιθάνιο είναι πιο ευέλικτο από το μεθάνιο. Μπορεί να περιστρέφεται γύρω από τον ενιαίο δεσμό μεταξύ των ατόμων άνθρακα, υιοθετώντας διάφορες διαμορφώσεις. Αυτή η ευελιξία μπορεί να κάνει πιο δύσκολο για τα μόρια αιθάνης να συσκευάσουν σφιχτά μαζί στη στερεά κατάσταση, μειώνοντας περαιτέρω τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων.

Συνοπτικά:

* μεγαλύτερο μέγεθος: Το μεγαλύτερο μέγεθος του αιθάνης και περισσότερα ηλεκτρόνια οδηγούν σε ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου σε σύγκριση με το μεθάνιο.

* ευελιξία διαμόρφωσης: Η ευελιξία του αιθάνης μειώνει την αποτελεσματικότητα της συσκευασίας στη στερεά κατάσταση, αποδυναμώνοντας περαιτέρω τις ενδομοριακές δυνάμεις.

Αυτοί οι παράγοντες συνδυάζονται για να οδηγήσουν σε ένα χαμηλότερο σημείο τήξης για το αιθάνιο παρά το μεγαλύτερο μοριακό του βάρος.