Γιατί είναι πολλές οργανικές ενώσεις υγρά ή αέριο σε θερμοκρασία δωματίου;
1. Αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις:
* Van der Waals Δυνάμεις: Αυτά είναι αδύναμα, προσωρινά αξιοθέατα μεταξύ μορίων λόγω προσωρινών διακυμάνσεων στην κατανομή ηλεκτρονίων. Τα οργανικά μόρια βασίζονται κυρίως σε αυτές τις δυνάμεις για διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.
* δεσμός υδρογόνου: Ενώ υπάρχει σε ορισμένες οργανικές ενώσεις όπως οι αλκοόλες και οι αμίνες, είναι γενικά ασθενέστερη από τη δέσμευση υδρογόνου στο νερό.
2. Χαμηλά μοριακά βάρη:
* Τα μικρότερα οργανικά μόρια έχουν λιγότερα ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα τις ασθενέστερες δυνάμεις van der Waals. Αυτό τους διευκολύνει να ξεπεράσουν αυτές τις δυνάμεις και τη μετάβαση σε υγρές ή αέριες καταστάσεις σε θερμοκρασία δωματίου.
3. Μη πολική φύση:
* Πολλές οργανικές ενώσεις είναι μη πολικές ή έχουν μόνο μια μικρή πολικότητα. Αυτό σημαίνει ότι έχουν περιορισμένη ικανότητα να σχηματίζουν ισχυρά διαμοριακά αξιοθέατα.
* Τα μη πολικά μόρια τείνουν να έχουν χαμηλότερα σημεία βρασμού και είναι πιο πιθανό να είναι υγρά ή αέρια σε θερμοκρασία δωματίου.
4. Διακλάδωση και ευελιξία:
* Τα διακλαδισμένα οργανικά μόρια έχουν μικρότερη επιφάνεια για διαμοριακές αλληλεπιδράσεις σε σύγκριση με μόρια ευθείας αλυσίδας. Αυτό μειώνει τη δύναμη των δυνάμεων van der Waals και μειώνει τα σημεία τήξης και βρασμού τους.
* Η ευελιξία στη μοριακή δομή διευκολύνει επίσης τα μόρια να απελευθερώνονται από τις ενδομοριακές δυνάμεις και τη μετάβαση στην κατάσταση υγρού ή αερίου.
5. Σχετικά χαμηλά σημεία τήξης:
* Τα οργανικά μόρια έχουν ασθενέστερους δεσμούς (ομοιοπολικά) μέσα στο μόριο σε σύγκριση με τις ανόργανες ενώσεις (ιοντικές). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερα σημεία τήξης.
Παραδείγματα:
* μεθάνιο (CH4): Ένα αέριο λόγω του πολύ χαμηλού μοριακού βάρους και των αδύναμων δυνάμεων van der Waals.
* αιθανόλη (C2H5OH): Ένα υγρό λόγω της παρουσίας δεσμού υδρογόνου, αλλά εξακολουθεί να έχει σχετικά χαμηλό σημείο βρασμού σε σύγκριση με το νερό.
* Βενζόλιο (C6H6): Ένα υγρό λόγω της μη πολικής φύσης και των σχετικά αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων.
Αντίθετα, ορισμένες οργανικές ενώσεις είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου:
* ζάχαρη (C12H22O11): Μεγάλο, σύνθετο μόριο με πολλές ευκαιρίες σύνδεσης υδρογόνου, οδηγώντας σε υψηλό σημείο τήξης.
* κερί παραφίνης: Αποτελείται από μακρές, ευθείες αλυσίδες υδρογονανθράκων με ισχυρές δυνάμεις van der Waals μεταξύ μορίων.
Συνολικά, ο συνδυασμός των ασθενών διαμοριακών δυνάμεων, των χαμηλών μοριακών βαρών, της μη πολικής φύσης, της διακλάδωσης και της ευελιξίας στα οργανικά μόρια συμβάλλει στην τάση τους να είναι υγρά ή αέρια σε θερμοκρασία δωματίου.
