Γιατί ένας υδρογονάνθρακας με 5 έως 15 μόρια άνθρακα συνήθως υγρό;
Εδώ είναι μια κατανομή:
* Διαμοριακές δυνάμεις: Αυτές είναι οι δυνάμεις έλξης μεταξύ των μορίων. Στους υδρογονάνθρακες, η κύρια διαμοριακή δύναμη είναι η van der waals Force , που προκύπτει από προσωρινές διακυμάνσεις της κατανομής ηλεκτρονίων. Αυτές οι δυνάμεις αυξάνονται με το μέγεθος του μορίου, που σημαίνει ότι οι μεγαλύτερες αλυσίδες υδρογονανθράκων έχουν ισχυρότερες δυνάμεις van der Waals.
* Κινητική ενέργεια: Αυτή είναι η ενέργεια της κίνησης των μορίων. Αυξάνεται με τη θερμοκρασία.
Το γλυκό σημείο:
* μικρότερες αλυσίδες (1-4 Carbons): Οι αδύναμες δυνάμεις van der Waals ξεπερνούνται εύκολα από την κινητική ενέργεια σε θερμοκρασία δωματίου, έτσι ώστε αυτοί οι υδρογονάνθρακες είναι αέρια.
* Μεσαίες αλυσίδες (5-15 Carbons): Οι δυνάμεις van der Waals είναι αρκετά ισχυρές ώστε να συγκρατούν τα μόρια μαζί ως υγρό σε θερμοκρασία δωματίου. Η κινητική ενέργεια είναι επαρκής για να επιτρέψει την κίνηση, αλλά όχι αρκετή για να ξεπεραστεί πλήρως οι διαμοριακές δυνάμεις.
* μακρύτερες αλυσίδες (16+ άνθρακες): Οι ισχυρές δυνάμεις van der Waals κυριαρχούν και τα μόρια κρατούνται σφιχτά μαζί ως στερεά σε θερμοκρασία δωματίου.
Επομένως, οι υδρογονάνθρακες με 5-15 άνθρακες έχουν καλή ισορροπία μεταξύ των διαμοριακών δυνάμεων και της κινητικής ενέργειας σε θερμοκρασία δωματίου, καθιστώντας τα υγρά.
Πρόσθετοι παράγοντες:
* διακλάδωση: Οι διακλαδισμένοι υδρογονάνθρακες έχουν ασθενέστερες δυνάμεις van der Waals από τους ομολόγους τους με μειωμένη επιφάνεια για αλληλεπίδραση. Αυτό μπορεί να επηρεάσει το σημείο βρασμού και τη φυσική κατάσταση του υδρογονάνθρακα.
* Πίεση: Η αύξηση της πίεσης μπορεί να ευνοήσει την υγρή κατάσταση, αναγκάζοντας τα μόρια πιο κοντά, αυξάνοντας τη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων.
Συνοπτικά, το μήκος της αλυσίδας υδρογονανθράκων, μαζί με άλλους παράγοντες όπως η διακλάδωση και η πίεση, καθορίζει τη φυσική κατάσταση ενός υδρογονάνθρακα σε δεδομένη θερμοκρασία.
