質問: ニトロフェノールのオルト体とパラ体では沸点が相当違いますよねぇ・・・。ニトロ基の場所の違いがどうして沸点の差に結びつくんでしょう?沸騰するっていうのは蒸気圧=外圧になるってことですよねぇ。となると、パラ体の溶液のほうが外圧が高くなるってことでしょうか?それとも蒸気圧が低くなるのでしょうか?でも、なんでニトロ基の場所が違うだけで、そんなことが起こるノー--? 教えてくださいっっ!!寝れません!!
回答: 皆さんの回答で充分だと思いますが,日々有機化学に携わる者(それで一応経験者)として,若干気になる表現がありましたので,補足させて下さい。 沸騰する(蒸気圧=外圧になる)ためには,1)分子が運動エネルギ-を獲得して,分子同士の結合を切る事,2)外圧にさからって気体として出ていく事,が必要です。つまり,蒸気圧を左右する分子側の要因として,分子同士の結合(相互作用)の強さを考える必要があります。 ここで tukitosan さんが御指摘の様に,「分子の立体的な構造が違うと、分子間に働く相互作用が異なり、分子間力が変化する。」事になります。御質問のニトロフェノ-ルの場合,問題となる分子間力は,双極子相互作用と水素結合の強さです。 双極子モーメントは,myeyesonly さんが御指摘の理由から,パラ>メタ>オルトの順で大きくなります。 ⇒分子同士の結合:パラ>メタ>オルト ⇒蒸気圧:パラ>メタ>オルト 水素結合は,akiyamaharuka さんが御指摘の様に,オルト異性体は分子内に,パラ異性体とメタ異性体は分子間に存在します。 ⇒分子同士の結合:パラ=メタ>オルト ⇒蒸気圧:パラ=メタ>オルト 以上の2点からニトロフェノ-ルの蒸気圧は,パラ異性体>メタ異性体>オルト異性体の順で高いです。 以上は皆さんの回答を整理しただけですが,akiyamaharuka さんの回答中にあるキレ-ションについて一つ。分子内水素結合とキレ-ションは異なった現象です。 同一金属イオンに対して2つ以上の官能基が同時に配位できる化合物をキレ-トと呼び,その現象をキレ-ションと呼びます。これは,キレ-トした形がカニやエビが2本のはさみで物を持った形に似ている事から,エビやカニなどのはさみを意味するギリシャ語にちなんでその名が付いています。