المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01


Boiling Points  
  
904   04:17 مساءً   date: 11-7-2018
Author : William Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............

Boiling Points

For general purposes it is useful to consider temperature to be a measure of the kinetic energy of all the atoms and molecules in a given system. As temperature is increased, there is a corresponding increase in the vigor of translational and rotation motions of all molecules, as well as the vibrations of atoms and groups of atoms within molecules. Experience shows that many compounds exist normally as liquids and solids; and that even low-density gases, such as hydrogen and helium, can be liquified at sufficiently low temperature and high pressure. A clear conclusion to be drawn from this fact is that intermolecular attractive forces vary considerably, and that the boiling point of a compound is a measure of the strength of these forces. Thus, in order to break the intermolecular attractions that hold the molecules of a compound in the condensed liquid state, it is necessary to increase their kinetic energy by raising the sample temperature to the characteristic boiling point of the compound.

The following table illustrates some of the factors that influence the strength of intermolecular attractions. The formula of each entry is followed by its formula weight in parentheses and the boiling point in degrees Celsius. First there is molecular size. Large molecules have more electrons and nuclei that create van der Waals attractive forces, so their compounds usually have higher boiling points than similar compounds made up of smaller molecules. It is very important to apply this rule only to like compounds. The examples given in the first two rows are similar in that the molecules or atoms are spherical in shape and do not have permanent dipoles. Molecular shape is also important, as the second group of compounds illustrate. The upper row consists of roughly spherical molecules, whereas the isomers in the lower row have cylindrical or linear shaped molecules. The attractive forces between the latter group are generally greater. Finally, permanent molecular dipoles generated by polar covalent bonds result in even greater attractive forces between molecules, provided they have the mobility to line up in appropriate orientations. The last entries in the table compare non-polar hydrocarbons with equal-sized compounds having polar bonds to oxygen and nitrogen. Halogens also form polar bonds to carbon, but they also increase the molecular mass, making it difficult to distinguish among these factors.

Boiling Points (ºC) of Selected Elements and Compounds

Increasing Size

Atomic

Ar (40) -186

Kr (83) -153

Xe (131) -109

 

Molecular

CH4 (16) -161

(CH3)4C (72) 9.5

(CH3)4Si (88) 27

CCl4 (154) 77

Molecular Shape

Spherical:

(CH3)4C (72) 9.5

(CH3)2CCl2 (113) 69

(CH3)3CC(CH3)3 (114) 106

Linear:

CH3(CH2)3CH3 (72) 36

Cl(CH2)3Cl (113) 121

CH3(CH2)6CH3 (114) 126

Molecular Polarity

Non-polar:

H2C=CH2 (28) -104

F2 (38) -188

CH3C≡CCH3 (54) -32

CF4 (88) -130

Polar:

H2C=O (30) -21

CH3CH=O (44) 20

(CH3)3N (59) 3.5

(CH3)2C=O (58) 56

HC≡N (27) 26

CH3C≡N (41) 82

(CH2)3O (58) 50

CH3NO2 (61) 101

 

The melting points of crystalline solids cannot be categorized in as simple a fashion as boiling points. The distance between molecules in a crystal lattice is small and regular, with intermolecular forces serving to constrain the motion of the molecules more severely than in the liquid state. Molecular size is important, but shape is also critical, since individual molecules need to fit together cooperatively for the attractive lattice forces to be large. Spherically shaped molecules generally have relatively high melting points, which in some cases approach the boiling point. This reflects the fact that spheres can pack together more closely than other shapes. This structure or shape sensitivity is one of the reasons that melting points are widely used to identify specific compounds. The data in the following table serves to illustrate these points.

Compound

Formula

Boiling Point

Melting Point

pentane

CH3(CH2)3CH3

36ºC

–130ºC

hexane

CH3(CH2)4CH3

69ºC

–95ºC

heptane

CH3(CH2)5CH3

98ºC

–91ºC

octane

CH3(CH2)6CH3

126ºC

–57ºC

nonane

CH3(CH2)7CH3

151ºC

–54ºC

decane

CH3(CH2)8CH3

174ºC

–30ºC

tetramethylbutane

(CH3)3C-C(CH3)3

106ºC

+100ºC

 

   Notice that the boiling points of the unbranched alkanes (pentane through decane) increase rather smoothly with molecular weight, but the melting points of the even-carbon chains increase more than those of the odd-carbon chains. Even-membered chains pack together in a uniform fashion more compactly than do odd-membered chains. The last compound, an isomer of octane, is nearly spherical and has an exceptionally high melting point (only 6º below the boiling point).




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .