有机物沸点的高低与什么有关?淳的沸点为什么远远高于烷烃?

Question

有机物沸点的高低与什么有关?淳的沸点为什么远远高于烷烃?

Answer 1

有机物的沸点高低变化是有规律可循的.液体沸点的高低决定于分子间引力的大小,分子间引力越大,使之沸腾就必须提供更多的能量,因此沸点就越高.分子间的引力称范德华力,它包括取向力、诱导力和色散力.除此之外还有一种力叫氢键,它的存在也对有机物的沸点有重要影响.
分子间引力的大小取决于分子结构,所以归根到底,有机物沸点的高低取决于分子本身的结构,其变化规律可以归纳为以下几个方面.
1．结构相似看分子量
对结构相似的有机物,其沸点高低主要由他子量的大小来决定.因为分子量越大,分子间的范德华力越大,沸点就越高.例如正烷烃系列：
名称 分子式 状态 沸点（℃）
甲烷 CH4 气 —164
乙烷 C2H6 气 —88.6
丙烷 C3H8 气 —42.1
丁烷 C4H10 气 —0.5
戊烷 C5H12 液 36.1
庚烷 C7H16 液 68.9
辛烷 C8H18 液 125.7
正烷烃是非极性分子,分子间主要存在色散力.正烷烃分子的分子量越大即含碳原子数越多,原子个数也就越多,色散力当然也就越大.因此,正烷烃的沸点随着碳原子数的增多而升高.
2．同类同分异构体看支链
在有机物的同分异构体中,分子中所含的支链越多,其沸点越低.如戊烷的三种同分异构体的沸点如下：
名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷
结构 CH3CH2CH2CH2CH3 （CH3）2CHCH2CH3 （CH3）4C
沸点 36.1 27.9 9.5
（℃）
分子中支链的增多,使分子间相互靠近受到阻碍,分子间接近程度或者说分子间接触面积减小.由于色散力只有近距离内方能有效地产生作用．因此随着分子中支链的增多,分子之间距离增大,必然表现出有机物沸点的降低.
3．分子量相同看分子极性
如果有机物分子是极性分子,由于极性分子具有偶极,而偶极是电性的.因此,极性分子之间除了具有色散力外,还具有偶极之间的静电引力.这样,极性分子之间的分子间力比非极性分子要大得多,所以使沸点升高.例如分子量相同的丁烷和丙酮：
分子量 结构 沸点（℃）
丙酮 58 56.2
丁烷 58 CH3CH2CH2CH3 —0.5
丙酮分子中含有羰基,由于碳氧电负性不同,碳原子上带有部分正电荷,氧原子上带有部分负电荷.当这样的极性分子相互接近时,势必产生较大的分子间力,从而表现出沸点值较大程度地升高.
4．不要忘记看氢键
如果有机物分子间能形成氢键,在液态时,分子间就能通过氢键结合形成较大的缔合体.这样的液体沸腾气化时,不仅要破坏分子间的范德华力,而且还必须消耗较多的能量破坏分子间的氢键,因此,含有氢键的有机物较之分子量相近的其它有机物,应具有反常的高沸点.例如甲醇和乙烷：
分子量 结构 沸点（℃）
甲醇 32 CH3OH 64.9
乙烷 30 CH3—CH3 —88.6
醇的沸点反常高就是由于其分子间有较强的氢键而发生缔合.
除了醇之外,酚、羧酸和胺等也含有氢键,其沸点也相应较高.