Содержание
Точки кипения веществ варьируются в зависимости от их структуры на молекулярном уровне. Все были знакомы с температурой кипения воды при стандартном давлении - 100 градусов по Цельсию или 212 градусов по Фаренгейту. Однако многие вещества, которые вы рассматриваете как газы, являются только газами, поскольку их точки кипения значительно ниже комнатной температуры. Даже некоторые вещества, которые являются жидкостями при комнатной температуре, такие как этанол, имеют более низкие точки кипения, чем вода.
атмосфера
Азот (N2), углекислый газ, кислород (O2), гелий, хлор (Cl2) и водород - все это известные примеры веществ, которые кипят при гораздо более низких температурах, чем вода. Жидкий гелий имеет самую низкую температуру кипения - около -452 градусов по Фаренгейту, всего 4,2 градуса по Цельсию выше абсолютного нуля. Хотя эти вещества называются газами, важно помнить, что ни одно вещество не может быть определено как «газ» или «жидкость», кроме как при определенной температуре. Жидкость, твердое тело и газ - это просто разные состояния вещества, и вещество может обитать в любом из этих трех состояний в зависимости от температуры и давления.
Неполярные углеводороды
Вода имеет дипольный момент, то есть ее полярный, потому что слабый частичный отрицательный заряд на кислороде и слабый частичный положительный заряд на водороде. Углеводородные соединения, подобные тем, которые содержатся в бензине, однако, являются неполярными. Взаимодействия, называемые лондонскими дисперсионными силами, удерживают неполярные молекулы вместе в твердой или жидкой фазе; эти лондонские силы становятся сильнее по мере увеличения размера молекул. Следовательно, многие меньшие неполярные молекулы, такие как компоненты бензина, кипят при более низкой температуре, чем вода, потому что межмолекулярные взаимодействия слабее.
Спирты
Как и молекулы воды, спирты являются полярными и могут также образовывать особый вид связи, называемый водородной связью. Молекулы воды, однако, могут образовывать две водородные связи, тогда как спирт может образовывать только одну. Спирты имеют тенденцию иметь более высокую температуру кипения, чем углеводороды того же размера, но более низкую температуру кипения, чем вода. Вот как вы делаете ликер, как виски: через дистилляцию, чтобы увеличить содержание этанола.
Другие молекулы
Многие другие молекулы имеют более низкие температуры кипения, чем вода. Одним примечательным примером является класс молекул, называемых простыми эфирами, которые имеют кислород, связанный с двумя атомами углерода; они слегка полярные, но не такие полярные, как вода или спирты, и не могут образовывать водородные связи, поэтому они обычно имеют более низкие температуры кипения. Другим примером является аммиак, который обычно продается растворенным в воде. Он кипит ниже 0 градусов по Цельсию и при комнатной температуре обнаруживается как газ, хотя тот, который легко растворяется.