Ποιο από το μοριακό στερεό θα είχε το χαμηλότερο σημείο βρασμού;
Κατανόηση του σημείου βρασμού
Το σημείο βρασμού μιας ουσίας είναι η θερμοκρασία στην οποία η πίεση του ατμού ισούται με την περιβάλλουσα ατμοσφαιρική πίεση. Με απλούστερους όρους, είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό μετατρέπεται σε αέριο.
Παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο βρασμού των μοριακών στερεών
* Διαμοριακές δυνάμεις: Η δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων (ΔΝΤ) μεταξύ των μορίων διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό του σημείου βρασμού. Τα ισχυρότερα ΔΝΤ απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστούν, με αποτέλεσμα υψηλότερα σημεία βρασμού.
* Μοριακό μέγεθος και σχήμα: Τα μεγαλύτερα μόρια τείνουν να έχουν υψηλότερα σημεία βρασμού λόγω των αυξημένων δυνάμεων van der Waals (τύπος ΔΝΤ). Τα πιο σύνθετα σχήματα μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε ισχυρότερα ΔΝΤ.
* πολικότητα: Τα πολικά μόρια έχουν αλληλεπιδράσεις διπολικής-διπόλης, οι οποίες είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου (που βρίσκονται σε μη πολικά μόρια). Τα πολικά μόρια έχουν γενικά υψηλότερα σημεία βρασμού.
Πώς να καθορίσετε το χαμηλότερο σημείο βρασμού
1. Προσδιορίστε τους τύπους του ΔΝΤ που υπάρχουν:
* δεσμός υδρογόνου: Το ισχυρότερο ΔΝΤ, που βρέθηκε σε μόρια με H συνδεδεμένα με Ν, Ο ή F.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Εμφανίζονται σε πολικά μόρια.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Το πιο αδύναμο ΔΝΤ, που υπάρχει σε όλα τα μόρια, αλλά πιο σημαντικό σε μεγαλύτερα μόρια.
2. Συγκρίνετε τα πλεονεκτήματα του ΔΝΤ: Όσο πιο αδύναμο είναι το ΔΝΤ, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο βρασμού.
3. Εξετάστε το μοριακό μέγεθος και το σχήμα: Τα μεγαλύτερα και πιο σύνθετα μόρια θα έχουν γενικά υψηλότερα σημεία βρασμού λόγω των αυξημένων δυνάμεων van der Waals.
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να συγκρίνετε τα σημεία βρασμού των ακόλουθων:
* νερό (h₂o): Δεσμός υδρογόνου, ισχυρό ΔΝΤ.
* μεθάνιο (ch₄): Μόνο δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου, αδύναμο ΔΝΤ.
* αιθανόλη (ch₃ch₂oh): Η συγκόλληση υδρογόνου και οι αλληλεπιδράσεις διπόλης διπόλης, ισχυροί ΔΜΣ.
Συμπέρασμα
Το μεθάνιο (CH₄) θα είχε το χαμηλότερο σημείο βρασμού, επειδή έχει μόνο δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου, τον πιο αδύναμο τύπο του ΔΝΤ.
