فيديو السؤال: فهم العلاقة بين طول سلسلة الألكين ودرجة غليانه الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

أي الألكينات الآتية له أقل درجة غليان؟ (أ) الهكسين (ب) البنتين (ج) البروبين (د) البيوتين (هـ) الإيثين.

درجة الغليان هي درجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى غاز. بعض الأنواع تتطلب درجة حرارة أعلى لتتحول إلى الحالة الغازية مقارنة بغيرها. نحن نبحث عن أقل درجة غليان. لنلق نظرة على الجزيئات المعطاة في الخيارات من (أ) إلى (هـ). جميعها تحتوي على اللاحقة «ـين». ويرجع ذلك إلى أنها ألكينات، كما هو مذكور في السؤال. والفرق بينها ليس المجموعة الوظيفية، وإنما عدد ذرات الكربون. تخبرنا البادئة «هيكسـ» بأن هذا الجزيء يحتوي على ست ذرات كربون. يحتوي البنتين على خمس ذرات كربون، والبروبين على ثلاث ذرات، والبيوتين على أربع ذرات، والإيثين على ذرتين.

نحتاج إلى معرفة العلاقة بين عدد ذرات الكربون في الألكينات ودرجات غليانها. ولفهم العلاقة بين عدد ذرات الكربون أو طول السلسلة ودرجة الغليان، لنلق نظرة على اثنين من الجزيئات المعطاة في الخيارات من (أ) إلى (هـ). رسمت هنا مخططًا لكل من البروبين والهكسين. نتيجة الحركة العشوائية للإلكترونات في الجزيئات، من الممكن تكوين ثنائيات أقطاب لحظية صغيرة. وتتداخل ثنائيات الأقطاب هذه مع السحب الإلكترونية للجزيئات القريبة، وتستحث المزيد مزيد من ثنائيات الأقطاب. يتسبب هذا في تجاذب كهروستاتيكي بين الجزيئين. وهذا النوع من التداخل يسمى قوة تشتت لندن.

ويمكن أن يحدث هذا التداخل بين جميع الذرات والجزيئات، ومن ثم سيحدث بين جزيئات الألكينات. وهي تداخلات ضعيفة، لكنها تزداد قوة بزيادة عدد الإلكترونات وزيادة التلامس السطحي. إذن، تكون قوى التشتت أقوى في الجزيئات الأطول. ومن ثم، إذا زاد طول السلسلة، ستزداد قوة التجاذبات الكهروستاتيكية بين الجزيئات. ولذلك، ستكون الطاقة اللازمة لكسر هذه التجاذبات أكبر. وسيتسبب كسر هذه التجاذبات في تغيير حالة المادة من الحالة السائلة إلى الغازية. ومن ثم، ستزداد درجة الغليان.

نعلم الآن أنه كلما زاد طول السلسلة، زادت درجة الغليان. يطلب منا السؤال تحديد أي ألكين لديه أقل درجة غليان. لذا، فهو يطلب منا تحديد الجزيء الذي له أقصر طول سلسلة. وبما أن الإيثين يحتوي على ذرتي كربون فقط، والجزيئات الأخرى لديها إما ثلاث ذرات أو أكثر، فإننا نعرف أن الإيثين له أقصر طول سلسلة. ومن ثم، فإن له أقل درجة غليان.