1。分子間力(IMFS):
* 水素結合: 最も強いタイプのIMF。水素が酸素、窒素、またはフッ素などの高電気陰性原子に結合したときに発生します。水素結合を形成できる分子は、融点と沸点が著しく高い。 (例えば、水、アルコール)
* 双極子型相互作用: 永久双極子の極地分子間で発生します。水素結合よりも弱いが、依然としてより高い融点と沸点に寄与する。 (例えば、アセトン、クロロホルム)
* ロンドン分散部隊(LDFS): 極性に関係なく、すべての分子に存在します。これらの力は、一時的な誘導双極子から生じます。 LDFSの強度は、分子のサイズと分子量とともに増加します。 (たとえば、メタン、プロパン、ブタンなどの炭化水素)
2。分子の形状とサイズ:
* 表面積: 表面積が大きい分子は、IMF相互作用により多くの接触点があり、融点と沸点が高くなります。
* 分岐: 分岐した分子は、接触の表面積が少なく、非分岐異性体と比較してIMFSが弱く、融点と沸点が低下します。
3。分子量:
*より重い分子はLDFSが強く、融点と沸点が高くなります。これは、LDFが主要な分子間力である非極性分子にとって特に重要です。
4。偏光:
*分極性とは、分子の電子雲を歪むことができる容易さを指します。より偏光可能な分子はより強力なLDFを持ち、融点と沸点が高くなります。
5。結晶構造:
*固体内の分子の配置は、融点に影響を与える可能性があります。 より秩序化された結晶構造は、一般に融点が高いです。
例:
* 水(h₂o): 強い水素結合は、非常に高い融点と沸点(0°Cおよび100°C)をもたらします。
* メタン(Ch₄): LDFのみなので、融点と沸点が非常に低い(-182°Cおよび-164°C)。
* エタノール(ch₃ch₂oh): 水素結合なので、LDFのみを備えたエタン(Ch₃CH₃)よりも融点と沸点が高くなります。
* ペンタン(c₅h₁₂): ブタン(c₄h₁₀)よりも高い分子量があるため、沸点が高くなります。
概要:
分子の融点と沸点は、主に分子間力、分子サイズ、および形状の強度の組み合わせによって決定されます。これらの特性を理解することは、物質の物理的特性を予測および説明するのに役立ちます。