化合物の沸点は、分子間の分子間力の強度によって決定されます。分子間力が強いほど、沸点が高くなります。
分子間の分子間力は、双極子双極子相互作用、水素結合、またはファンデルワールス力です。
双極子双極子の相互作用は、永久双極子モーメントの分子間で発生します。水素結合は、高強性原子(窒素、酸素、フッ素など)に結合した水素原子を持つ分子間で発生する特別なタイプの双極子双極子相互作用です。ファンデルワールスの力は、すべての分子間で発生する弱い引力です。
化合物の沸点は、分子間の分子間力の数が増加すると増加します。
2,2-ジメチルプロパンは、エタンのすべての誘導体の中で最も高い沸点を持っています。これは、最も分子間力を持っているためです。 2,2-ジメチルプロパンは非極性分子であるため、双極子双極子の相互作用や水素結合はありません。ただし、多くの表面積を持つ大きな分子であるため、強力なファンデルワールス力があります。
エタンの他の誘導体は、2,2-ジメチルプロパンよりも分子間力が少ない。たとえば、エタンは非極性分子であるため、ファンデルワールスの力しかありません。ブタンは非極性分子でもありますが、表面積が大きいより大きな分子であるため、エタンよりも沸点が高くなります。プロペンは極性分子であるため、ファンデルワールスの力に加えて双極子双極子相互作用があります。ただし、プロペンは、表面積が少ない小分子であるため、2,2-ジメチルプロパンよりも沸点が低くなっています。
したがって、2,2-ジメチルプロパンは、エタンのすべての誘導体の中で最も高い沸点を持っています。これは、最も分子間力を持っているためです。