Номер 5, страница 169 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5. Чем объясняется повышение температуры кипения в ряду веществ: метаналь, этаналь, пропаналь?

Решение

Повышение температуры кипения в гомологическом ряду альдегидов (метаналь, этаналь, пропаналь) объясняется усилением межмолекулярного взаимодействия при увеличении размера молекул.

Рассматриваемые вещества — метаналь ($HCHO$), этаналь ($CH_3CHO$) и пропаналь ($CH_3CH_2CHO$) — являются членами одного гомологического ряда. Каждый последующий член ряда отличается от предыдущего на группу $-CH_2-$.

Температура кипения напрямую зависит от силы межмолекулярных сил притяжения. Для того чтобы вещество закипело, необходимо сообщить его молекулам энергию, достаточную для преодоления этих сил.

В альдегидах действуют два основных вида межмолекулярных сил:

1. Диполь-дипольные взаимодействия: они обусловлены наличием полярной карбонильной группы $C=O$. Атом кислорода, будучи более электроотрицательным, оттягивает на себя электронную плотность, приобретая частичный отрицательный заряд ($δ^−$), в то время как атом углерода приобретает частичный положительный заряд ($δ^+$). Это приводит к электростатическому притяжению между молекулами.
2. Лондоновские дисперсионные силы (силы Ван-дер-Ваальса): это универсальные силы, возникающие между любыми молекулами из-за мгновенных флуктуаций распределения электронов. Сила этих взаимодействий растет с увеличением числа электронов в молекуле (т.е. с ростом молярной массы) и с увеличением площади поверхности молекулы.

При переходе по ряду от метаналя к этаналю и к пропаналю происходит последовательное увеличение длины углеводородной цепи. Это ведет к:

• Увеличению молярной массы.
• Увеличению общего числа электронов в молекуле.
• Увеличению площади поверхности молекул, доступной для контактов.

В результате этого происходит значительное усиление дисперсионных сил. Именно это усиление является главной причиной повышения температуры кипения в данном гомологическом ряду. Чем сильнее межмолекулярное притяжение, тем больше энергии требуется для его преодоления, и, соответственно, тем выше температура кипения.

Ответ: Повышение температуры кипения в ряду метаналь → этаналь → пропаналь объясняется увеличением длины углеродной цепи и, как следствие, ростом молярной массы и размера молекул. Это приводит к усилению межмолекулярных дисперсионных (ван-дер-ваальсовых) сил, для преодоления которых требуется больше энергии.