Температура кипения и межмолекулярные силы

Любое вещество может находиться в трех агрегатных состояниях газообразном, жидком и твердом. Наименьшее влияние сил межмолекулярного взаимодействия наблюдается в газообразном состоянии, так как плотность газов мала и молекулы их находятся на больших расстояниях друг от друга. Газы, находящиеся при температурах, значительно превышающих их критическую температуру, и при давлениях ниже критического, мы может считать идеальными . К идеальным газам применимы статистика Максвелла — Больцмана и уравнение состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева (с. 16). Однако при точных расчетах нужно вносить поправки на межмолекулярное взаимодействие (Рандалл, Льюис). Величины критической температуры (абсолютная температура кипения — Д. И. Менделеев) и критического давления зависят от строения молекул газа. При понижении температуры ниже Гкрит и при повышении давления газ начинает конденсироваться и под-действием межмолекулярных сил между отдельными молекулами вещество переходит в жидкое состояние. [c.93]

Таблица В.2. Связь между свойствами молекул, межмолекулярными силами и температурами плавления и кипения неполярных и полярных молекулярных веществ

Разница в температурах кипения алканов, содержащих одинаковое число атомов углерода, но имеющих различное строение, несколько меньше. На стр. 97 и 103 приведены температуры кипения изомерных бутанов, пентанов и гексанов. В каждом случае изомер с разветвленной цепью имеет более низкую температуру кипения, чем изомер с прямой цепью, и, кроме того, чем больше разветвлений, тем ниже температура кипения. Таким образом, / -бутан кипит при О °С, а изобутан — при —12 °С. н-Пентан кипит при 36 °С, изопентан (одно разветвление) — при 28 "С, а неопентан (два разветвления)— при 9,5 °С. Подобное влияние разветвления на температуру кипения наблюдается для всех классов органических соединений. Понижение температуры кипения с увеличением разветвлений вполне понятно форма разветвленных молекул стремится к сферической при этом площадь поверхности уменьшается и в результате уменьшаются межмолекулярные силы, которые теперь преодолеваются при более низкой температуре. [c.109]

Однако анализ температур кипения водородных соединений элементов IV—VI групп указывает на аномальное поведение аммиака ЫНз, воды Н2О и фтороводорода НР(в) по сравнению с водородными аналогами азота, кислорода и фтора соответственно, что обусловлено действием более эффективных межмолекулярных сил, которые носят название водородной связи. Единственный электрон атома водорода обусловливает возможность образования им только одной ковалентной связи. Однако если эта связь сильно полярна, например в соединениях водорода с наиболее электроотрицательными элементами (Г, О, Ы), то атом водорода приобретает некоторый положительный заряд. Это позволяет электронам другого атома приблизиться [c.38]

Вязкость и вязкостно-температурные свойства углеводородных систем. Вязкость является одной из важнейших характеристик природных и техногенных углеводородных систем. Она определяет подвижность жидких углеводородных сред в условиях транспортировки, эксплуатации двигателей, машин и механизмов, существенно влияет на расход энергии при фильтрации, перемешивании. Как и другие характеристики, вязкость углеводородных систем зависит от их химического состава и определяется силами межмолекулярного взаимодействия. Чем выше энергия межмоле-кулярного взаимодействия и температура кипения нефтяной фракции, тем больше ее вязкость. Наибольшей вязкостью обладают высокомолекулярные, высококипящие фракции и смолисто-асфальтеновые вещества. Среди классов углеводородов наименьшую вязкость имеют парафиновые, максимальную — АСВ. Возрастание числа атомов химических групп и циклов в молекулах цикланов и аренов, а также удлинение их боковых цепей приводят к повышению вязкости. В технических требованиях на нефтепродукты обычно нормируется вязкость при 50 и 100, реже 20 С. Для определения вязкости существуют много соотношений. Наиболее часто употребляется формула Вальтера [c.51]

Достаточно строгой теории, исчерпывающе разъясняющей причину различного поведения молекул с уменьшением расстояния между ними, пока еще нет. Практическое значение ММВ велико. Они сильно влияют на упругость газов при их сжатии, физико-химические характеристики вещества температуру кипения, плавления и др. Необходимо учитывать межмолекулярные взаимодействия на первых этапах химической реакции. Поэтому важно знать природу сил межмолекулярного взаимодействия. [c.152]

При переходе вниз по группе температуры и энтальпии плавления и кипения простых веществ возрастают, что объясняется усилением межмолекулярных взаимодействий (силы Ван-дер-Ваальса) в структурах кристаллической и жидкой фаз при увеличении массы и размера атома. Энтропии плавления благородных газов почти не изменяются, но энтропии испарения (при температуре кипения) возрастают при переходе вниз по группе, что также свидетельствует об усилении межмолекулярных взаимодействий. [c.13]

Величина межмолекулярных сил зависит от природы молекул и от температуры. Поэтому различные вещества, имеющие молекулярную структуру, обладают разными температурами плавления и кипения. [c.95]

Если вещество находится в твердом агрегатном состоянии, то его молекулы неподвижны относительно друг друга. При температуре плавления, т. е. при переходе из твердого состояния в жидкое, межмолекулярные силы уменьшаются, однако не настолько, чтобы молекулы могли отделиться одна от другой, а подвижность их резко возрастает. При температуре кипения вещество из жидкого состояния переходит в газообразное. При этой температуре межмолекулярные силы ослабляются настолько, что молекулы отделяются друг от друга. [c.95]

Причина разложения большинства высокомолекулярных органических соединений при нагревании еще до достижения их температур плавления и кипения становится понятной ка основе следующих соображений. Грубо говоря, энергия валентной связи между двумя атомами той или иной молекулы в несколько -десятков раз значительнее энергии межмолекулярного взаимодействия двух атомов разных молекул. Если число атомов в молекуле невелико, то работа разъединения молекул гораздо меньше работы разрыва валентной связи и вещество при нагревании ведет себя нормально , т. е. плавится и кипит без разложения. По мере повышения атомности и связанного с этим возрастания межмолекулярных сил работа разъединения молекул все более увеличивается. Для частиц, состоящих из нескольких десятков атомов, она обычно становится соизмеримой с работой разрыва валентной связи, а в дальнейшем и еще значительнее.. Нагревание подобных веществ будет поэтому сопровождаться уже не [c.547]

Малая растворимость азота в воде, а также его очень низкая температура кипення объясняются весьма слабыми межмолекулярными силами как между молекулами азота и воды, так и между молекулами азота. [c.105]

Вообще степень адсорбции данным адсорбентом понижается с летучестью вещества. Поскольку адсорбция, несомненно, зависит от величины межмолекулярных сил притяжения молекул, каждая физическая величина, зависящая от этого фактора (см. гл. I), должна изменяться параллельно с адсорбцией на данном адсорбенте. Такими физическими свойствами являются, например, ван-дер-ваальсовский коэфициент а, точка кипения и критическая температура , Так Дьюар установил, что количество водорода, азота и кислорода, адсорбированное при атмосферном давлении древесным углем при температурах, соответствующих точкам кипения этих веществ, приблизительно равно, составляя 260 см /г [27]. Эти правила, конечно, не лишены исключений, но для данного адсорбента степени адсорбируемости [c.84]

Известно, что в любом ряду соединений сходного строения температура кипения возрастает с увеличением относительного молекулярного веса. Если допустить, что межмолекулярные силы, действующие в жидкой фазе, приблизительно одинаковы для молекул, имеющих подобную структуру, то более тяжелым молекулам для достижения скорости отрыва с поверхности жидкости для перехода в газовую фазу нужно затратить большую кинетическую энергию ( /2 гпУ ) чем это требуется для более легких молекул. [c.174]

Если молекулы содержат полярные группы, то межмолекулярные силы имеют большие значения по сравнению с неполярными молекулами. Температуры плавления и кипения таких вешеств выше. Свойства полярных молекул промежуточны между свойствами неполярных молекул и ионных. [c.33]

Температуры кипения галогеноводородов зависят от межмолекулярных сил. [c.430]

В табл. 4.3 приведены некоторые физические константы н-алканов. Из данных таблицы очевидно, что температуры кипения и плавления повышаются с увеличением числа атомов углерода. Процесс кипений и плавления требует преодоления межмолекулярных сил в жидкости и твердом теле температуры кипения и плавления повышаются, потому что межмолекулярные силы возрастают с увеличением размеров молекул. [c.108]

Различные углеводороды, изученные в предыдущих главах, обладают физическими свойствами, которые можно ожидать для таких неполярных соединений относительно низкие температуры плавления и кипения, которые характерны для соединений со слабыми межмолекулярными силами взаимодействия растворимость в неполярных растворителях и нерастворимость в полярных, таких, как вода. [c.478]

Спирты содержат сильно полярную ОН-группу, и поэтому можно предположить, что различие в температурах кипения обусловлено большей полярностью молекул спирта. Такой фактор несомненно существует. Дипольный момент -бутилового спирта (1,63) больше, чем дипольный момент диэти-лового эфира (1,18), и гораздо больше, чем дипольный момент -пентана (0). Необходимо преодолеть большие межмолекулярные силы, возникающие в результате диполь-дипольного взаимодействия, и, следовательно, кипение происходит только при более высоких температурах. [c.480]

Нарушение межмолекулярных контактов в неопентане уменьшает межмолекулярные силы притяжения, что ведет к снижению его температуры кипения. Это используется при разделении изомеров методом ректификации. [c.8]

Согласие оказывается лучшим в последнем случае, в особенности для температур кипения. Это грубое правило остается в силе даже тогда, когда имеются убедительные доказательства присутствия высших полимеров, как, например, в этаноле при комнатной температуре. Табл. 9 позволяет провести лишь весьма грубое сравнение. Мартине [1346] собрали гораздо большее число данных и обсудили влияние на температуру кипения как межмолекулярной, и так внутримолекулярной Н-связи. [c.39]

Давление пара, температуры кипения и азеотропы. Взаимодействие между молекулами в растворах может быть выявлено при построении зависимости давления пара или температур кипения от состава раствора. Отклонения от идеального поведения приводят к появлению на соответствующих кривых максимумов или минимумов. Точнее, положительные отклонения дают максимумы на кривых давления пара, минимумы на кривых температур кипения и азеотропы с минимальными температурами кипения при условии, что разница в температурах кипения компонентов раствора мала по сравнению с величиной отклонения или что разница в параметрах растворимости б достаточно велика. Противоположные закономерности наблюдаются при Отрицательных отклонениях. Смеси соединений, способных к образованию Н-связи, могут давать как положительные, так и отрицательные отклонения от закона Рауля в зависимости от относительной силы Н-связи между одинаковыми и неодинаковыми молекулами в растворе. Например, смесь ацетона с хлороформом дает азеотроп с максимумом температуры кипения, в то время как в случае смеси ацетона с водой было показано, что азеотроп либо вообще отсутствует, либо имеет весьма незначительно пониженную температуру кипения [959]. В первом случае в чистых компонентах Н-связь отсутствует и образуется только после смешения. Это ведет к отрицательным отклонениям от закона Рауля и появлению азеотропа с максимумом температуры кипения. Во втором случае ассоциация воды приводит к конкуренции между двумя типами равновесий. По-видимому, переход от связей вода — вода к связям вода — ацетон вызывает лишь малое суммарное изменение и отклонения, по существу, отсутствуют. Обзор проблемы межмолекулярных сил и обсуждение влияния Н-связи на свойства растворов были даны Роулинсоном [1751, стр. 187]. [c.41]

Межмолекулярные силы взаимодействия при растворении компонентов нефтяного сырья в полярных и неполярных растворителях различны. Неполярные растворители, как, например, низкомолекулярные жидкие или сжиженные углеводороды, тетрахлорметан или соединения с небольшим дипольным моментом (хлороформ, этанол и др.) характеризуются тем, что притяжение между молекулами растворителя и углеводородов происходит за счет дисперсионных сил. В отличие от жидких углеводородов нефти, с которыми неполярные растворители смешиваются в любых соотношениях, твердые углеводороды растворимы в них ограниченно. Растворимость твердых углеводородов подчиняется общим законам теории растворимости твердых веществ в жидкостях. Согласно этой теории, растворимость твердых углеводородов в неполярных растворителях, в том числе в жидких компонентах масляных фракций, уменьшается с повышением их концентрации и молекулярной массы, а также температуры кипения фракции, и растворимость [c.59]

При сорбции хлорметанов и фреонов с применением какого-либо предельного углеводорода в качество неподвижной фа ы можно принимать во внимание только дисперсионные силы. Объемы удерживания соответствуют упругости пара (или же температуре кипения), которую имели бы вещества, если бы не действовали полярные межмолекулярные силы. Очевидно, чго таким образом можно вывести из хроматографических характеристик выраженное в калориях значение энергии ассоциации молекул, вызнанной их полярностью. [c.196]

Естествепно, что молекулярный объем не представляет собой реального объема молекулы. Последний зависит (кроме температуры) от межмолекулярных сил притяжения и отталкивания. Приближенной мерой этих сил является внутреннее давление жидкости, определяемое вандерваальсовым уравнением состояния. Межмолекулярные силы у различных классов веществ значительно отличаются друг от друга своим характером и иптенсивиостью. Они отличаются между собой и своей температурной зависимостью это следует из того факта, что вещества обладают различными коэффициентами теплового расширения. Поэтому даже если плотности двух веществ различных классов определяются при одпой п той же температуре, то рассчитанные иа этих плотностей молярные объемы не могут быть непосредственно сопоставлены, так как эти температуры не являются соответствующими. Строго соответствующими являются только критические температуры, потому что в этом случае внутреннее давление жидкости становится равным нулю и межмолекулярные силы уничтожаются. Однако измерение плотности при критической температуре связано с экспериментальными трудностями. Копп измерил, иными словами вычислил, при помощи коэффициентов расширения плотности веществ при температуре кипенпя. При этом частично устраняется указанный источник погрешностей, так как, согласно правилу, которое не имеет общего характера, темиература кипения [c.147]

Если два атома отличаются по присущей им способности притягивать электроны, т. е. по электроотрицательности, то электронная пара, при помощи которой между ними создается химическая связь, смещается в сторону атома с большей электроотрицательностью и на нем возникает отрицательный заряд, а на другом атоме-положительный заряд. Такие связи и молекулы, в которых они имеются, называются полярными. Полярные молекулы не только притягиваются лруг к другу, но и могут притягивать к себе положительные или отрицательные ионы. Температуры кипения и плавления веществ с полярными молекулами выше, чем можно ожидать, судя только по величине вандерваальсовых сил притяжения, поскольку полярность молекул обусловливает появление дополнительных сил межмолекулярного притяжения. [c.52]

Структура жидких углеводородов определяется энергетическими возможностями их молекул, причем существует три варианта жидкого состояния длинноцепных углеводородов i[8] полная свобода вращения молекул жидкости при температуре, близкой к температуре кипения состояние, при котором возможно движение отдельных звеньев цепи псевдокристаллическое состояние при приближении к температуре кристаллизации. Переход углеводородов из жидкого состояния в твердое (кристаллизация) и из твердого в жидкое (плавление) определяется характером сил межмолекулярного взаимодействия. Длинноцепные углеводороды, к ко-которым относятся нормальные (начиная с ie) и слаборазветв-ленные парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды с длинными алкильными цепями, являются неполярными или слабополярными веществами, поэтому взаимодействие между их молекулами происходит в основном за счет аддитивных дисперсионных сил. Длинноцепные углеводороды характеризуются неравномерным распределением сил межмолекулярного взаимодействия. У таких углеводородов наиболее сильно развиты дисперсионные силы, направленные перпендикулярно оси цепи нормальнога строения, что обусловливает их возможность к сближению при понижении температуры, когда тепловое движение молекул умень-щается. При переходе из жидкого состояния в твердое и наоборот площадь поперечного сечения алкильных цепей изменяется. Увеличение площади поперечного сечения молекул при плавлении обусловлено их вращением вокруг связей углерод — углерод, в результате чего молекула может занимать больший объем [8]. Когда эффективное поперёчное сечение молекул превышает допустимое силами межмолекулярного, притяжения, вещество плавится. При одном и том же числе атомов углерода в молекуле наиболее высокой температурой плавления обладают парафины нормального строения, имеющие возможность дисперсионного взаимодействия между всеми атомами углерода соседних молекул. Наличие в-молекуле разветвлений или циклов понижает возможность их ориентировки, так как межмолекулярные силы взаимодействия в этом случае проявляются в основном в цепях нормального строения,, что приводит к резкому снижению температуры плавления. [c.119]

В последней колонке таблицы — температура кипения веществ, которая должна коррелировать с энергией межмолекулярного взаимодействия чем больше энергия связи между молекулами, тем выше температура перехода их в газообразное состояние. Видно, что такая корреляция действительно существует. В то же время сравнение, например, аммиака и ксенона указывает на наличие сил притяжения и иной природы, в данном случае существование водородных связей в аммиаке последние обусловливают и аномально высокую температуру кипения воды, ван-дер-ваальсово взаимодействие между молекулами которой отнюдь не выделяет ее из ряда остальных приведенных в таблице веществ. [c.140]

Известно, что в атом-ной промышленности и ракетной технике используются летучие фториды. Для отделения летучи.х кор-родируюш,их фторидов хроматографические методы представляют особую ценность [410—413, 483, 523—525, 557, 587, 588, 675, 785, 810, 826, 847, 848, 859, 876. 878]. Для устранения влияния высокой коррозионной активности летучих фторидов и свободного фтора применяют специальные сорбционные колонки. Компоненты смеси перемещаются вдоль колонки соответственно температурам их кипения или вследствие различия во взаимодействии межмолекулярных сил газообразного сорбата с твердым или жидким сорбентом. [c.64]

Высокую температуру кипения этих трех гидридов можно объяснить существованием какого-то типа межмолекулярных сил, отсутствующих у других простых гидридов. Известно также немало примеров органических веществ с неожиданно высокой температурой кипения, и ббльшая часть из них содержит в составе своих молекул ОН- или NH-гpyппы. Поскольку явление ограничивается соединениями, содержащими водородные атомы в специфическом молекулярном окружении, эти межмолекулярные силы назвали водородные связи . [c.174]

Некоторые физические величины позволяют показать незначительность энергий межмолекулярных взаимодействий — несколько килокалорий. Например, теплота испарения жидкости или теплота возгонки твердого вещества выражает соответственно энергию, необходимую, чтобы разделить молекулы жидкости или твердого вещества и перевести их в газообразное состояние. Для бензола теплота возгонки равна 10,6 ккал/моль, а теплота испарения — 8 ккал/моль. Температура кипения вещества также характеризует величину вандерваальсовых сил, поскольку она тем выше, чем больше эти силы. [c.86]

Учет неспецифическнх взаимодействий может быть полезен при выборе НФ в хроматографии. Так, очевидно, что НФ, состоящие из дипольных молекул, могут быть с успехом использованы для отделения сильнополярных веществ от менее полярных, даже если физические характеристики компонентов смеси близки. Можно также ожидать, что при анализе смеси неполярных веществ на полярной НФ больше будут удерживаться вещества, молекулы которых обладают более высокой поляризуемостью. Для неполярных фаз и неполярных компонентов смеси основу межмолекулярных взаимодействий составляют дисперсионные силы. Эти силы обусловливают разницу в температурах кипения неполярных жидкостей, поэтому температуры кипения или теплоты испарения являются характеристикой этих сил. С этой точки зрения понятно, что на неполярной фазе порядок выхода компоне. ц-ов коррелирует с их Тк. В том случае, когда в молекулах анализиру- [c.345]

Взаимодействие этпх фаз как с неполярными, так и с поляризуемыми или полярными анализируемыми веществами определяется исключительно или преимущественно дисперсионными силами. Таким образом, например, спирты выходят значительно раньше, чем при применении соответствующих полярных неподвижных фаз. Кроме того, межмолекулярные силы, вызывающие ассоциацию спиртов, не проявляются при малых концентрациях спиртов в неподвижной фазе, так что удельные объемы удерживания оказываются даже еще меньше, чем это соответствует температурам кипения. Для отделения первичных, вторичных и третичных спиртов алканового ряда от других органических соединений, прежде всего кислородсодержащих, углеводороды представляют собой особенно селективные неподвижные фазы. По исследованиям автора, это относится также к отделению перфторированных углеродных соединений от частично фторированных или нефторированных углеводородов. Для разделения углеводородов друг от друга рассматриваемые в этой группе неподвижные фазы обладают небольшой или вовсе не обладают селективностью таким образом, компоненты выходят, как правило, в порядке увеличения их температур кипения. [c.190]

На рис. 11.8,а показана зависимость давления пароэ жидкости от температуры. При повышении температуры в жидкости появляется большее число молекул, обладающих достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы межмолекулярного взаимодействия, и давление паров увеличивается. Температура кипения жидкости определяется условием равенства давления паров жидкости атмосферному давлению. Если бы суммарное давление над поверхностью воды было равно 23,76 мм рт.ст., как это может случиться на какой-нибудь планете, вода должна была бы кипеть при 25°С. Таким образом, кривая графика на рис. 11.8,й показывает не только влияние температуры на давление паров жидкости, но также влияние давления на температуру кипения. [c.192]

Теплота испарения жидкости расходуется на преодоление межмолекулярных сил, действующих в ЖЩ1КОМ состоянии, а также на преодоление давления атмосферы в процессе возникновения объема газовой фазы. При обычной температуре кипения моль воды изменяет свой объем приблизительно от 18 см (жидкость) до 30,5 л (газ), и, следовательно, совершаемая при этом механическая работа против атмосферного давления, которая (как будет показано в разд. 17.3) определяется произведением РУ, должна быть равна [c.193]

Температуры кипения, застывания, стеклования пластификаторов связаны со строением молекул сложных эфиров н зависят от межмолекулярного взаимодействия (вандерваальсовых, водородных, дипольных, электростатических сил и т. п.). Гомологические ряды пластификаторов подчиняются некоторым общим закономерностям, характерным для индивидуальных органических соедине-. ний. Например, температура кипения диалкилфталатов или диал-киловых эфиров алифатических дикарбоновых кислот, закономерно повыщается с увеличением молекулярной массы (табл. 3.12). [c.84]

Влияние степени разветвлеииости цепи иа растворимость. Рассматривай влияние степени разветвленности углеводородной цепи на температуру кипения в гомологических рядах углеводородов и спиртов, приводящее к ее понижению, можио предположить, что разветвление ослабляет межмолекулярные силы и уменьшает межмолекулярное притяжение. Тогда не удивительно, что соедииения с разветвленной цепью более растворимы, чем соответствующие соединения с прямой цепью. Это" является общим правилом, особенно для простых алифатических соединений. Например, растворимость изосоедииений сильно отличается от растворимости нормальных изомеров и приближается к растворимости нормального изомера соседнего, более низкого члена гомологического ряда. Влияние степени разветвленности показано в табл. 5.3. В общем случае из двух изомеров более разветвленный лучше растворим. [c.125]

В разветвленных алканах - 2-метилбутане и особенно 2,2-диметилпропа-не - поверхности межмолекулярных контактов меньше, чем в линейном н-пентане. Из рис. 2.1 видно, что 2,2-диметилпропан (В) имеет такую форму молекулы, которая создает наименее благоприятные условия для дисперсионных сил и служит причиной его наиболее низкой температуры кипения по сравнению с другими изомерами. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология