* 表面積: 分岐したアルカンは、同じ数の炭素原子を持つ直線鎖の対応物と比較して、表面積が小さくなっています。これは、ブランチがよりコンパクトで、拡張されていない構造を作成するためです。
* 分子間力: 沸点は、主に分子間力の強度によって決定されます(この場合、ファンデルワールス力)。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。
* より弱い相互作用: 分岐アルカンの表面積が小さいため、分子間のファンデルワールス力が弱くなります。これは、接触点が少なく、それらの間に誘導される一時的な双極子が弱いためです。
* 必要なエネルギーが少ない: その結果、これらの弱い力を克服し、分子を分解するために必要なエネルギーが少なくなり、沸点が低くなります。
例:
* n-butane(ストレートチェーン): 沸点=-0.5°C
* イソブタン(分岐): 沸点=-11.7°C
ご覧のとおり、イソブタン(分岐)は、n-ブタン(ストレートチェーン)よりも沸点が低いです。
要約: アルカンでの分岐は表面積を減らし、分子間の力を弱め、したがって沸点を低下させます。