如何比較物質(zhì)熔、沸點高低呢?筆者試總結(jié)如下:
一、 由晶體結(jié)構(gòu)來確定
首先分析物質(zhì)所屬的晶體類型,其次抓住決定同一類晶體熔、沸點高低的決定因素。
(1)一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。如:Si02>NaCl>CO2(干冰) 。
(2)同屬原子晶體,一般鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越牢固,晶體的熔沸點越高。比如:金屬石>金剛砂>晶體硅,原因: rc-c<rc-si<rsi-si。
(3)同類型的離子晶體,離子電荷數(shù)越大,陰、陽離子核間距越小,則離子鍵越牢固,晶體的熔、沸點一般越高。可根據(jù)F=K q1 q2/ (r1+r2)2進(jìn)行判斷。如:MgO>NaCl。
(4)分子晶體,分子間范德華力越強,熔、沸點越高。
a.分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般分子量越大,分子間作用力越強,晶體熔、沸點越高。如:F2 <Cl2 <Br2 <I2 ,丙烷 >乙烷 >甲烷。
b.若分子量相同,如互為同分異構(gòu)體,則支鏈數(shù)越多,沸點越低,分子越對稱,則熔點越高。比如,沸點:正丁烷 > 異丁烷;熔點:新戊烷 > 異戊烷> 正戊烷。因而應(yīng)注意,并非外界條件對物質(zhì)熔、沸點的影響總是一致的。熔點常與晶體中微粒排布對稱性有關(guān)。
c.若分子間有氫鍵,則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體強,故熔、沸點特別高。比如,氫化物的沸點如下圖所示:
從上圖中看出,H2Te、H2Se、H2S的沸點都依次降低,按此變化趨勢。H2O的沸點應(yīng)為193K左右,但實際上為373K,此種“反常”的升高,就是因為H2O分子間存在氫鍵。對比同主族氫化物的沸點,從中可清楚看到NH3、HF的沸點高得“反常”,也是因為分子間存在氫鍵。
HF分子間氫鍵 H2O分子間氫鍵
氫鍵的生成對化合物性質(zhì)有顯著影響,一般分子間形成氫鍵時,可使化合物的熔、沸點顯著升高。在極性溶劑中,若溶質(zhì)分子和溶劑分子間形成氫鍵,則可使溶解度增大,如NH3極易溶于水就與此有關(guān)。除上述幾種物質(zhì)外,在醇、羧酸、無機酸、水合物、氨合物等中均有氫鍵。
(5)金屬晶體:金屬原子的價電子數(shù)越多,原子半徑越小、金屬鍵越強,熔、沸點越高。如:Na<Mg<Al 。
二、 根據(jù)物質(zhì)在同條件下的狀態(tài)不同
一般熔、沸點:固>液>氣。
如果在常溫下即為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),其晶體應(yīng)屬分子晶體(Hg除外)。如惰性氣體,雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子,但應(yīng)看做單原子分子。因為相互間的作用力范德華力,并非共價鍵。
(如皋市薛窯中學(xué))