烷烃的沸点高低的比较
烷烃是分子构成的物质,分子量越大沸点就越高,反之就越小。所以烷烃沸点高低的比较就是比较它们分子量的大小。沸点属于凝聚型性能,这类性能主要取决于分子间的相互作用力。液态烷烃是典型的范德华液体,其分子间作用力主要是色散力
因而烷烃的沸点主要取决于分子的大小、形状及支化度
在碳原子数相同的烷烃的各个同分异构体中,直链烷烃沸点最高,支链烷烃沸点都较低,这是由于支链的影响,使得分子间作用力减小
从而导致沸点降低。支链对分子的大小和形状都有影响,因而对沸点也有影响。支链的多少不同,即支化度不同,表示分子内相互作用情况也不同
用碳原子数N及Wiener指数W,P作为结构参数,可以表征烷烃分子的大小、形状和支化度。碳原子数N可以表示分子的大小。
Wiener指数W是反映分子的大小和形状的拓扑指数,Wiener指数P则是反映分子内相互作用的拓扑指数。
沸点是烷烃主要的物理性质之一。对直链烷烃的沸点与分子结构的关系,人们已进行了很多研究,提出了许多计算公式,其中以下式计算结果较为准确:
式中,Tb为沸点的绝对温度值,N为分子中碳原子数,这个式子属于经验公式,在一定范围得到的结果较好,但对于较为复杂的烷烃熔沸点计算误差较大,下边给出一个应用拓扑指数法对上式加以修正的新的计算公式,该式对原计算式加以改进,增加以N,W和P 3个结构参数表达支链影响的修正项,就可以表示烷烃同分异构体的沸点与分子结构间的定量关系。
烷烃同分异构体的沸点与分子结构间的定量关系可以下式表示:
式中,ΔW=W0-W,ΔP=P0-P,其中W0,P0及W,P分别表示碳原子数N相同的直链烷烃及支链烷烃的Wiener指数A,B,y为待定的常数。
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