science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat is de reden Alcoholen hebben een hoger kookpunt dan Alkanen met een vergelijkbare molaire massa?

Kookpunten zijn een van een reeks fysieke kenmerken die worden vermeld voor elementen en verbindingen in tabellen die eindeloos lijken. Als je beter kijkt, kun je zien hoe de chemische structuur en de manieren waarop de verbindingen samenwerken invloed hebben op de eigenschappen die je waarneemt. Alcoholen en alkanen zijn klassen van organische verbindingen, die verbindingen zijn die koolstof bevatten. Hun functionele groepen, of de delen van de chemische structuur die worden gebruikt om ze te classificeren, zijn verantwoordelijk voor hun kookpunten.

De impact van molaire massa op kookpunt

Bij het vergelijken van de kookpunten van twee verbindingen, een factor die belangrijk is om te overwegen is molaire massa. Molaire massa is een maat voor het aantal protonen en neutronen in een molecuul of de grootte van een molecuul. Hogere molecuulmassa's hebben de neiging om tot hogere kookpunten te leiden. Intermoleculaire krachten houden de moleculen van een vloeistof bij elkaar en grotere moleculen hebben grotere intermoleculaire krachten. Daarom is het belangrijk om moleculen met een vergelijkbare molecuulmassa te vergelijken om na te gaan hoe structuur het kookpunt beïnvloedt.

Structuur van alcoholen en alkanen

Alcoholen worden gedefinieerd door een hydroxylgroep (een waterstofbrug) naar een zuurstof.) De zuurstof is verbonden aan een koolstof, keten van koolstofatomen of een meer complexe organische structuur. Een voorbeeld van een alcohol is de ethanol die aan uw autobrandstof wordt toegevoegd. Alkanen zijn de eenvoudigste organische verbindingen, die alleen koolstof en waterstof bevatten. De functionele groep voor alkanen is eenvoudigweg een koolstof waaraan drie waterstoffen zijn gekoppeld. Die functionele groep kan gehecht zijn aan een waterstof, een andere koolstof of een keten van koolstofatomen. Een voorbeeld van een alkaan is pentaan, een vijfkoolstofketen waaraan tien waterstofatomen zijn gebonden.

Typen intermoleculaire obligaties

Er zijn verbindingen die de atomen van een molecule bij elkaar houden en dan zijn er intermoleculaire bindingen, die de aantrekkende krachten zijn tussen moleculen. De verschillende intermoleculaire bindingen van de sterkste tot de zwakste zijn: ionische bindingen, waterstofbruggen, dipool-dipool-bindingen en Van der Waals-krachten. Tegenpolen trekken op moleculair niveau aan, en negatief geladen elektronen worden aangetrokken door de positieve protonen in andere moleculen. Ionische bindingen zijn de aantrekkingskracht tussen een atoom dat een elektron mist en een atoom dat een extra elektron heeft. De andere bindingen zijn aantrekkingen die het gevolg zijn van elektronen die tijdelijk meer tijd aan één kant van een molecuul doorbrengen, waardoor negatieve en positieve polen worden gecreëerd die tegengesteld aan geladen polen op andere moleculen aantrekken.

Hoe intermoleculaire banden kookpunten beïnvloeden

Kookpunten zijn de temperaturen waarbij vloeistoffen in gassen veranderen. De temperatuur vertegenwoordigt de energie die nodig is om de intermoleculaire krachten te overwinnen en de moleculen in staat te stellen zich van elkaar te verwijderen. De hydroxylgroep in alcoholen vormt waterstofbruggen, een sterke intermoleculaire kracht die veel energie kost om te overwinnen. De bindingen tussen alkanen zijn Van der Waals-krachten, de zwakste intermoleculaire kracht, dus het kost niet zoveel energie om het kookpunt van alkanen te bereiken.