Γιατί τα συμμετρικά μόρια έχουν υψηλότερα σημεία βιολί από τα ασυμμετρικά μόρια;
Παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο βρασμού:
* Διαμοριακές δυνάμεις: Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει το σημείο βρασμού είναι η ισχύς των διαμοριακών δυνάμεων μεταξύ των μορίων. Οι ισχυρότερες δυνάμεις απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί, οδηγώντας σε υψηλότερα σημεία βρασμού.
* Μοριακό σχήμα και επιφάνεια: Συμμετρία μπορεί επηρεάζουν τις διαμοριακές δυνάμεις σε ορισμένες περιπτώσεις.
* Αυξημένη επιφάνεια: Τα συμμετρικά μόρια μπορούν να συσκευάσουν πιο στενά μαζί, αυξάνοντας την επιφάνεια για τις αλληλεπιδράσεις van der Waals (οι οποίες είναι γενικά ασθενέστερες αλλά ακόμα σημαντικές).
* Αυξημένη πολωσιμότητα: Σε ορισμένες περιπτώσεις, η συμμετρία μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερη πολωσιμότητα, ενισχύοντας τις αλληλεπιδράσεις διπολικής-δίπολης.
* Άλλοι παράγοντες: Το μοριακό βάρος, η σύνδεση υδρογόνου και η διπολική στιγμή διαδραματίζουν επίσης κρίσιμους ρόλους στον προσδιορισμό του σημείου βρασμού.
Παράδειγμα:
Ας συγκρίνουμε τα σημεία βρασμού των δύο ισομερών, Ν-βουτάνιο και ισοβουτάνιο:
* n-butane: Ένα γραμμικό, συμμετρικό μόριο, παρουσιάζει ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας του. Έχει υψηλότερο σημείο βρασμού (-0,5 ° C) από το ισοβουτάνιο.
* Isobutane: Ένα διακλαδισμένο, ασύμμετρο μόριο, έχει χαμηλότερη επιφάνεια και ασθενέστερη δυνάμεις van der Waals. Βραθεί στους -11,7 ° C.
Εξαιρέσεις:
Υπάρχουν καταστάσεις όπου τα συμμετρικά μόρια έχουν χαμηλότερα Σημεία βρασμού από τους ασύμμετρους ομολόγους τους:
* δεσμός υδρογόνου: Οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μπορούν να κυριαρχήσουν στις διαμοριακές δυνάμεις, μερικές φορές αντισταθμίζουν τις επιδράσεις της συμμετρίας. Για παράδειγμα, η αιθανόλη (ασυμμετρική) έχει υψηλότερο σημείο βρασμού από τον διμεθυλαιθέρα (συμμετρικό) λόγω της παρουσίας δεσμού υδρογόνου στην αιθανόλη.
* Διπολική στιγμή: Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ασύμμετρα μόρια μπορεί να έχουν μεγαλύτερη διπολική στιγμή από τους συμμετρικούς ομολόγους τους, οδηγώντας σε ισχυρότερες αλληλεπιδράσεις διπολικής-δίπολης και υψηλότερα σημεία βρασμού.
Συμπέρασμα:
Ενώ η συμμετρία μπορεί να συμβάλει Σε υψηλότερα σημεία βρασμού, ενισχύοντας τις ενδομοριακές δυνάμεις, δεν είναι καθολικός κανόνας. Άλλοι παράγοντες όπως το μοριακό βάρος, η σύνδεση υδρογόνου και η διπολική στιγμή διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο. Είναι σημαντικό να εξετάσετε όλους αυτούς τους παράγοντες κατά την ανάλυση των σημείων βρασμού των μορίων.
