(原作者不详,为转载作品)

有机物的沸点高低变化是有规律可循的。液体沸点的高低决定于分子间引力的大小,分子间引力越大,使之沸腾就必须提供更多的能量,因此沸点就越高。分子间的引力称范德华力,它包括取向力、诱导力和色散力。除此之外还有一种力叫氢键,它的存在也对有机物的沸点有重要影响。

分子间引力的大小取决于分子结构,所以归根到底,有机物沸点的高低取决于分子本身的结构,其变化规律可以归纳为以下几个方面。

1.结构相似看分子量

对结构相似的有机物,其沸点高低主要由他分子量的大小来决定。因为分子量越大,分子间的范德华力越大,沸点就越高。例如正烷烃系列:

名称 分子式 状态 沸点(℃)

甲烷 CH4 气 —164

乙烷 C2H6 气 —88.6

丙烷 C3H8 气 —42.1

丁烷 C4H10 气 —0.5

戊烷 C5H12 液 36.1

庚烷 C7H16 液 68.9

辛烷 C8H18 液 125.7

正烷烃是非极性分子,分子间主要存在色散力。正烷烃分子的分子量越大即含碳原子数越多,原子个数也就越多,色散力当然也就越大。因此,正烷烃的沸点随着碳原子数的增多而升高。

2.同类同分异构体看支链

在有机物的同分异构体中,分子中所含的支链越多,其沸点越低。如戊烷的三种同分异构体的沸点如下:

名称 正戊烷 异戊烷 新戊烷

结构 CH3CH2CH2CH2CH3 (CH3)2CHCH2CH3 (CH3)4C

沸点 36.1 27.9 9.5

(℃)

分子中支链的增多,使分子间相互靠近受到阻碍,分子间接近程度或者说分子间接触面积减小。由于色散力只有近距离内方能有效地产生作用.因此随着分子中支链的增多,分子之间距离增大,必然表现出有机物沸点的降低。

3.分子量相同看分子极性

如果有机物分子是极性分子,由于极性分子具有偶极,而偶极是电性的。因此,极性分子之间除了具有色散力外,还具有偶极之间的静电引力。这样,极性分子之间的分子间力比非极性分子要大得多,所以使沸点升高。例如分子量相同的丁烷和丙酮:

分子量 结构 沸点(℃)

丙酮 58  56.2

丁烷 58 CH3CH2CH2CH3 —0.5

丙酮分子中含有羰基,由于碳氧电负性不同,碳原子上带有部分正电荷,氧原子上带有部分负电荷。当这样的极性分子相互接近时,势必产生较大的分子间力,从而表现出沸点值较大程度地升高。

4.不要忘记看氢键

如果有机物分子间能形成氢键,在液态时,分子间就能通过氢键结合形成较大的缔合体。这样的液体沸腾气化时,不仅要破坏分子间的范德华力,而且还必须消耗较多的能量破坏分子间的氢键,因此,含有氢键的有机物较之分子量相近的其它有机物,应具有反常的高沸点。例如甲醇和乙烷:

分子量 结构 沸点(℃)

甲醇 32 CH3OH 64.9

乙烷 30 CH3—CH3 —88.6

醇的沸点反常高就是由于其分子间有较强的氢键而发生缔合。

除了醇之外,酚、羧酸和胺等也含有氢键,其沸点也相应较高。