Przeczytaj
Regularność we właściwościach fizycznych
Właściwości związków organicznych są jednym z zagadnień, szczegółowo rozpatrywanych w chemii. Mając do dyspozycji dany związek, można zbadać doświadczalnie jego właściwości chemiczne lub fizyczne. Innym sposobem jest skorzystanie z tablic chemicznych i wyszukanie odpowiednich danych o cząsteczce. Metody te, choć są skuteczne, zazwyczaj wymagają zbyt wiele pracy i czasu. Tymczasem pewne właściwości fizyczne związku można określić, mając na uwadze jego budowę oraz położenie w szeregu homologicznym.
O ile właściwości chemiczne elementów szeregu homologicznegoszeregu homologicznego wynikają z obecności (lub braku) grup funkcyjnych, to już właściwości fizyczne ulegają znacznym zmianom w każdym z szeregów.
Właściwości fizyczne to między innymi:
gęstość,
temperatura topnienia,
temperatura wrzenia,
lotność,
rozpuszczalność w rozpuszczalnikach polarnych (np. wodzie) i rozpuszczalnikach niepolarnych.
Wymienione właściwości zmieniają się stopniowo wraz ze wzrostem liczby atomów węgla. Wynika to ze zwiększonej masy cząsteczkowej, ponieważ każdy homolog szeregu różni się od poprzedniego o tą samą jednostkę strukturalną. Poniżej przedstawiono zmiany wybranych właściwości fizycznych w szeregach homologicznych wraz ze wzrostem liczby atomów węgla.
temperatura topnienia | temperatura wrzenia | lotność | gęstość |
rośnie | rośnie | maleje | rośnie |
Zależność temperatury wrzenia alkanów i alkoholi od liczby atomów węgla w łańcuchu alifatycznym.
- 1. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 1
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: -161.7
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 64.6
- 2. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 2
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: -88.6
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 78.2
- 3. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 3
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: -42.2
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 97
- 4. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 4
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: -0.5
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 117.6
- 5. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 5
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: 36.1
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 138
- 6. zestaw danych:
- Liczba atomów węgla: 6
- Alkany - temperatura wrzenia [[°C]]: 68.7
- Alkohole - temperatura wrzenia[[°C]]: 157
-
liczba_atomów_węgla : 1
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : -161.7
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 64.6
-
liczba_atomów_węgla : 2
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : -88.6
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 78.2
-
liczba_atomów_węgla : 3
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : -42.2
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 97
-
liczba_atomów_węgla : 4
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : -0.5
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 117.6
-
liczba_atomów_węgla : 5
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : 36.1
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 138
-
liczba_atomów_węgla : 6
alkany_-_temperatura_wrzenia_[[°c]] : 68.7
alkohole_-_temperatura_wrzenia[[°c]] : 157
Alkohole mogą być traktowane jako pochodne wody, w których jeden atom wodoru został zastąpiony grupą organiczną. Ze względu na elektroujemny atom tlenu, poszczególne dipole wiązań w alkoholach nie mogą się wzajemnie znosić, co skutkuje znacznym momentem dipolowym, który pozwala alkoholom na tworzenie wiązań wodorowych.
Alkohole mają zatem znacznie wyższą temperaturę wrzenia niż alkany o porównywalnej masie cząsteczkowej. Jednak im większa grupa alkilowa w cząsteczce alkoholu, tym bardziej „alkanopodobny” jest alkohol w swoich właściwościach. Ze względu na swój polarny charakter alkohole są zazwyczaj dobrymi rozpuszczalnikami dla szerokiej gamy związków organicznych.
Słownik
(gr. homologos „zgodny”) związki organiczne, które zawierają jednakowe grupy funkcyjne i posiadają taką samą budowę chemiczną, ale różnią się między sobą o taką samą jednostkę strukturalną
związki organiczne, należące do tego samego szeregu homologicznego
Bibliografia
Atkins P., Jones L., Chemical Principles: The Quest for Insight, 5th Edition, New York 2010.
Encyklopedia PWN
Gorzynski Smith J., Organic Chemistry, 3th Edition, New York 2011.
Hejwowska S., Marcinkowski R., Staluszka J., Chemia 2. Zakres rozszerzony, Gdynia 2011.
Litwin M., Styka‑Wlazło Sz., Szymońska J., Chemia organiczna 2, Warszawa 2005.
Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, t. 1, Warszawa 1985.
Patrick G. L., Organic Chemistry, 2th Edition, New York 2004.