その理由は次のとおりです。
* メタノールにはヒドロキシル基(OH)があります: このグループには、水素原子に結合した高電気陰性酸素原子が含まれています。酸素原子は結合内の共有電子を引き付け、酸素に部分的な負電荷と水素に部分的な正電荷を生成します。
* 水素結合: 1つのメタノール分子の部分的に陽性の水素原子は、別のメタノール分子の部分的に負の酸素原子と強い静電相互作用を形成できます。この相互作用は、水素結合と呼ばれます。
* 分子間力より強い: 水素結合は、メタン分子の間に存在するファンデルワールスの力よりもはるかに強いです。これらの強力な分子間力は、より多くのエネルギーを克服する必要があり、その結果、メタノールの沸点が高くなります。
対照的に:
* メタンにはC-H結合のみがあります: これらの結合は非極性であり、炭素と水素の間に電気陰性度に有意な差はありません。この極性の欠如は、強い水素結合の形成を防ぎます。
* 分子間力が弱い: メタン分子は、弱いファンデルワールスの力によってのみ結合されます。これらの力は容易に克服され、沸点がはるかに低くなります。
したがって、ヒドロキシル基の存在による水素結合を形成するメタノールの能力は、メタンと比較して沸点が著しく高いための主な理由です。