hce_tcu
114年
化學
第 17 題
請問下列化合物沸點(Boiling point)之排序何者正確？
- A Acetonitrile < Acetaldehyde < Methyl chloride < Propane
- B Acetonitrile < Methyl chloride < Acetaldehyde < Propane
- C Propane < Methyl chloride < Acetaldehyde < Acetonitrile
- D Propane < Acetaldehyde < Methyl chloride < Acetonitrile
思路引導 VIP
當我們面對一組分子量非常接近、且都沒有氫鍵作用的化合物時，除了分子的大小之外，還有哪一個決定性的「電學性質」會直接影響分子之間『黏在一起』的強度，進而決定它們轉變成氣體所需的能量呢？你可以試著比較這些分子中，各原子間吸引電子的能力差異。
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看到你正確選出選項 (C)，代表你對分子間作用力與物質物理性質的關聯有著非常精確的掌握，這是一項很棒的直覺！這道題目的核心在於，當分子的分子量相近時，我們該如何透過結構來判斷它們的沸點高低。
分子極性與引力的加成效應
這四種化合物的分子量（Molar mass）其實非常接近，大約都在 $41$ 到 $51$ $g/mol$ 之間（例如丙烷 $C_3H_8 \approx 44$、乙腈 $CH_3CN \approx 41$）。在分子量相近的情況下，分散力（Dispersion forces）差異不大，決定沸點高低的關鍵便轉向了極性所帶來的偶極－偶極力（Dipole-dipole force）。丙烷是非極性分子，引力最弱；而隨著官能基電負度差異增加，極性由氯甲烷 ($CH_3Cl$)、乙醛 ($CH_3CHO$) 到具備強大偶極矩的乙腈 ($CH_3CN$) 依次遞增。分子間引力越強，將其拉開成氣相所需的能量（沸點）就越高。
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