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Lequel des alcènes suivants a le point d’ébullition le plus bas? (A) L'hexène, (B) Le pentène, (C) Le propène, (D) Le butène ou (E) L'éthène.
Le point d’ébullition est la température à laquelle un liquide se transforme en
gaz. Certaines espèces chimiques auront besoin d’une température plus élevée que d’autres
pour passer à l'état gazeux. Nous cherchons ici le point d’ébullition le plus bas. Examinons les molécules fournies dans les choix de réponse (A) à (E). Elles contiennent toutes le suffixe -ène. Ce sont donc toutes des alcènes, tel qu'indiqué dans la question. La différence entre ces molécules n’est donc pas leur groupe fonctionnel, mais plutôt
leur nombre d’atomes de carbone. Le préfixe hex- nous indique que cette molécule contient six atomes de carbone. Le pentène contient cinq atomes de carbone, le propène en contient trois, le butène
en contient quatre et l’éthène en contient deux.
Nous devons connaître la relation entre le nombre d’atomes de carbone dans les
alcènes et leur point d’ébullition. Afin de mieux comprendre la relation entre le nombre d’atomes de carbone, ou la
longueur de la chaîne, et le point d’ébullition, examinons deux des molécules
mentionnées dans les choix de réponse (A) à (E). J’ai choisi le propène et l’hexène. En raison du mouvement aléatoire des électrons dans les molécules, de légers dipôles
instantanés peuvent se former. Ces dipôles interagissent avec le nuage électronique des molécules avoisinantes, ce
qui induit davantage de dipôles. Cela provoque une attraction électrostatique entre deux molécules voisines. Ce type d’interaction s’appelle la force de dispersion de London.
Cette interaction peut se produire entre tous les atomes et toutes les molécules, et
elle se produit donc entre les molécules d’alcène. Ces interactions sont faibles, mais leur force augmente lorsque le nombre d’électrons
et la surface de contact augmentent. Les forces de dispersion sont donc plus fortes lorsque les molécules sont plus
longues. Par conséquent, si la longueur de la chaîne augmente, la force des attractions
électrostatiques entre les molécules augmentera également. Il y aura donc une augmentation de l’énergie nécessaire pour briser ces
attractions. Le bris de ces attractions fera passer une substance de l'état liquide à l'état
gazeux. Il y aura donc une augmentation de la température du point d’ébullition.
Nous savons maintenant que plus la longueur de la chaîne augmente, plus le point
d’ébullition augmente. La question vise à déterminer quel alcène a le point d’ébullition le plus bas. Elle nous demande donc essentiellement de déterminer la molécule ayant la chaîne la
plus courte. Comme l’éthène contient seulement deux atomes de carbone, alors que les autres
molécules en contiennent trois ou plus, nous pouvons donc affirmer que l’éthène a la
chaîne la plus courte. Et, par conséquent, son point d’ébullition est le plus bas.
