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物質の沸点が異なる原因は何ですか?

物質の沸点は、分子間の分子間力(IMF)の強度によって決定されます。主要な要因の内訳は次のとおりです。

1。分子間力(IMF)

* 水素結合: 酸素、窒素、またはフッ素などの高電気性原子に結合した水素を含む分子間で発生する最も強いタイプのIMF。これは高い沸点につながります。 (例えば、水、エタノール)

* 双極子型相互作用: これらは、永久双極子のために極性分子間で発生します。これらの力は、水素結合よりも弱いです。 (例えば、アセトン、クロロホルム)

* ロンドン分散部隊(LDFS): これらはすべての物質に存在しますが、最も弱いIMFです。それらは、電子の動きのために一時的な誘導双極子から生じます。 LDFは、分子サイズと表面積の増加とともに増加します。 (例えば、メタン、プロパン)

2。分子サイズと形状:

* 大きな分子: 一般的に、より大きな分子にはより多くの電子があり、LDFが強く、沸点が高くなります。

* 形状: コンパクトな分子がより多く、相互作用の表面積が小さくなり、伸長分子と比較してLDFSが弱くなり、沸点が低くなります。

3。分子量:

* 高分子量: 一般的に、分子量が多い物質はLDFが強く、沸点が高くなります。

4。分岐:

* 分岐分子: 分岐は相互作用のために表面積を減らし、LDFを弱くし、沸点を下げます。

5。外部圧力:

* 低圧: 外部圧力が低いと、分子は圧力を克服し、気相への脱出に必要なエネルギーが少ないため、沸点が低くなります。

例:

* 水(H2O): 強い水素結合により、非常に高い沸点(100°C)があります。

* エタノール(C2H5OH): また、水素結合により高い沸点があります。

* メタン(CH4): 弱いLDFを示すだけであるため、沸点が低い(-161.5°C)。

* ヘキサン(C6H14): サイズが大きく、LDFが強いため、メタンよりも高い沸点があります。

要約: IMFSの強度は、沸点を決定する主要な要因です。サイズが大きく、分子量が大きく、水素結合のような強力なIMFの存在は、一般に沸点が高いことにつながります。分岐および弱いIMFは、より低い沸点をもたらします。

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