science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat is de reden dat alcoholen een hoger kookpunt hebben dan alkanen met een vergelijkbare molaire massa?

Kookpunten behoren tot een reeks fysieke kenmerken die in tabellen voor elementen en verbindingen worden vermeld die eindeloos lijken. Als je beter kijkt, kun je zien hoe de chemische structuur en de manieren waarop de verbindingen op elkaar inwerken de eigenschappen die je waarneemt beïnvloeden. Alcoholen en alkanen zijn klassen van organische verbindingen, dit zijn verbindingen 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 de molmassa. Molaire massa is een maat voor het aantal protonen en neutronen in een molecuul, of de grootte van een molecuul. Hogere molaire massa's leiden meestal tot hogere kookpunten. 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 molmassa te vergelijken om te onderzoeken hoe structuur het kookpunt beïnvloedt.
Structuur van alcoholen en alkanen

Alcoholen worden gedefinieerd door een hydroxylgroep (een waterstof gebonden aan een zuurstof .) De zuurstof is gebonden aan een koolstof, koolstofketen of een complexere organische structuur. Een voorbeeld van 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 eenvoudig een koolstofatoom waaraan drie waterstofatomen zijn gehecht. Die functionele groep kan worden bevestigd aan een waterstof, een andere koolstof of een keten van koolstofatomen. Een voorbeeld van een alkaan is pentaan, een keten met vijf koolstofatomen waaraan tien waterstofatomen zijn gebonden.
Soorten intermoleculaire bindingen

Er zijn bindingen die de atomen van een molecule bij elkaar houden en dan zijn er intermoleculaire bindingen, wat de aantrekkelijke krachten tussen moleculen zijn. De verschillende intermoleculaire bindingen van sterkste tot zwakste zijn: ionische bindingen, waterstofbindingen, dipool-dipoolbindingen en Van der Waals-krachten. Tegenpolen trekken elkaar aan op moleculair niveau 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 attracties die het gevolg zijn van elektronen die tijdelijk meer tijd aan een kant van een molecuul doorbrengen, waardoor negatieve en positieve polen ontstaan, die aantrekken naar tegengestelde polen op andere moleculen.
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 van elkaar weg te laten bewegen. 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 er is niet zoveel energie nodig om het kookpunt van alkanen te bereiken.