Фізичні властивості граничних вуглеводнів (алканів)

Відповідно до теорії хімічної будови, фізичні властивості речовин залежать від їх складу і будови. На прикладі граничних вуглеводнів ми вперше зустрічаємося із змінами фізичних властивостей в одному гомологічної ряду.

Чотири перші члена гомологічного ряду граничних вуглеводнів, починаючи з метану, є речовинами газоподібними. Сам метан є постійним газом, згущається в рідина лише при температурі -161,5 °С. У подальших членів ряду температура кипіння зростає від гомолога до гомологів. Починаючи з пентану і вище, нормальні вуглеводні представляють собою рідини, причому у середніх гомологів із збільшенням молекулярної ваги температура кипіння при переході до наступного гомологів зростає приблизно на 25-30 °С. Ця гомологическом різниця температур кипіння повільно зменшується зі збільшенням молекулярної ваги.

Відносна щільність вуглеводнів при їх температурах кипіння збільшується спочатку швидко, а потім все повільніше – від 0,416 у метану до величини дещо більшою 0,78.

Починаючи з вуглеводню C16H34, вищі гомологи при звичайній температурі – речовини тверді.

Правильності у зміні деяких властивостей виступають особливо чітко, якщо ці властивості відносяться не до граму, а до грам – молекулі речовини. Так, молярний об’єм, що виходить при множенні молекулярної ваги М на питомий об’єм 1/плотность, Тобто величина M / d при переході від кожного попереднього гомолога до подальшого правильно змінюється на величину, в середньому близьку до 17. Аналогічно молярну теплоту горіння граничних вуглеводнів можна обчислити, виходячи з молярної теплоти горіння метану, рівної 212 ккал, додаючи 158 ккал на кожну групу СН2.

Температури кипіння всіх ізоалканов нижче, ніж у нормальних алканів, і притому тим нижче, чим більш розгалужена вуглецева ланцюг молекули, як видно, наприклад, з порівняння температур кипіння трьох ізомерних пентанов. Навпаки, температура плавлення виявляється найвищої у ізомерів з максимально розгалуженої, особливо симетрично розгалуженої, вуглецевої ланцюгом. Так, з усіх ізомерних октані лише гексаметілетан (СН3) 3С -С (СН3) 3 є речовиною твердим вже при звичайній температурі (т. пл. 100,7 °С).

Посилання на основну публікацію