中学的有机化学知识系统性强,用归纳和演绎的方法很容易掌握各类有机物的化学性质。但对于其物理性质总觉得杂乱无章,无规律可循,其实有机物的熔、沸点高低也是由其结构决定的。有机物的晶体大多是分子晶体,它们的熔、沸点取决于有机物分子间作用力的大小,而分子间作用力与分子的结构(有无支键、有无极性基团、饱和程度)、分子量等有关。主要分为下面四个情况:
1.组成和结构相似的物质,分子量越大,其分子间作用力就越大。所以有机物中的同系物随分子中碳原子个数增加,熔、沸点升高。在通常状况下分子中含四个碳原子以下的烷烃、烯烃、炔烃是气体,含四个碳原子以上的是液体,含更多碳原子的是固体。
2.分子式相同时,直键分子间的作用力要比带支键分子间的作用力大,支键越多,排列越不规则,分子间作用力越小。如:分子间作用力:正戊烷>异戊烷>新戊烷。 沸点: 30.07℃>27.9℃>9.5℃
3.分子中元素种类和碳原子个数相同时,分子中有不饱和键的物质熔、沸点要低些。如: C2H6> C2H4熔点:-88.63℃>-103.7℃ ; 硬脂酸 >油酸 熔点: 69.5℃>14.0℃。
4.分子量相近时,极性分子间作用力大于非极性分子间的作用力。分子中极性基团越多,分子间作用力越大。如:分子间作用力:C2H5OH>CH3OCH3沸点: 78.5℃>34.51℃ ; C2H5Cl>CH3CH2CH3沸点: 12.27℃>0.5℃
另外,分子间形成氢键,分子内形成氢键的物质的熔、沸点也有一定的规律,这里不再讨论。