水素結合
* 水(h₂o): 水分子は、強い水素結合を互いに形成することができます。 水素結合は、水素原子が隣接する分子の高強性原子(酸素など)に引き付けられる分子間力(分子間の力)の一種です。これらの結合は比較的強力であり、壊れるのにかなりの量のエネルギーが必要です。
* エタン(c₂h₆): エタン分子は、水素結合よりも一時的で強力ではない、より弱いファンデルワールス力のみを経験します。これらの力は、分子内の電子分布の一時的な変動から生じます。
結果
* 水の沸点の高さ: 水分子間の強い水素結合のため、これらのアトラクションを克服し、水が液体からガス(沸騰)に水が移動できるようにするには、多くのエネルギー(熱)が必要です。これにより、100°C(212°F)の沸点が高くなります。
* エタンの下部沸点: エタンのより弱いファンデルワールスの力は克服しやすく、その結果、-88.6°C(-127.5°F)の沸点がはるかに低くなります。
要約: エタンはより大きな分子であるにもかかわらず、水分子間の強い水素結合の存在がエタンよりもはるかに高い沸点を持つ主な理由です。