烷烴的沸點高低的比較
烷烴是分子構成的物質,分子量越大沸點就越高,反之就越小。所以烷烴沸點高低的比較就是比較它們分子量的大小。沸點屬於凝聚型性能,這類性能主要取決於分子間的相互作用力。液態烷烴是典型的範德華液體,其分子間作用力主要是色散力
因而烷烴的沸點主要取決於分子的大小、形狀及支化度
在碳原子數相同的烷烴的各個同分異構體中,直鏈烷烴沸點最高,支鏈烷烴沸點都較低,這是由於支鏈的影響,使得分子間作用力減小
從而導致沸點降低。支鏈對分子的大小和形狀都有影響,因而對沸點也有影響。支鏈的多少不同,即支化度不同,表示分子內相互作用情況也不同
用碳原子數N及Wiener指數W,P作爲結構參數,可以表徵烷烴分子的大小、形狀和支化度。碳原子數N可以表示分子的大小。
Wiener指數W是反映分子的大小和形狀的拓撲指數,Wiener指數P則是反映分子內相互作用的拓撲指數。
沸點是烷烴主要的物理性質之一。對直鏈烷烴的沸點與分子結構的關係,人們已進行了很多研究,提出了許多計算公式,其中以下式計算結果較爲準確:
式中,Tb爲沸點的絕對溫度值,N爲分子中碳原子數,這個式子屬於經驗公式,在一定範圍得到的結果較好,但對於較爲複雜的烷烴熔沸點計算誤差較大,下邊給出一個應用拓撲指數法對上式加以修正的新的計算公式,該式對原計算式加以改進,增加以N,W和P 3個結構參數表達支鏈影響的修正項,就可以表示烷烴同分異構體的沸點與分子結構間的定量關係。
烷烴同分異構體的沸點與分子結構間的定量關係可以下式表示:
式中,ΔW=W0-W,ΔP=P0-P,其中W0,P0及W,P分別表示碳原子數N相同的直鏈烷烴及支鏈烷烴的Wiener指數A,B,y爲待定的常數。
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