Hvilke derivater af ethan har det højeste kogepunkt?

Kogepunktet for en forbindelse bestemmes af styrken af ​​de intermolekylære kræfter mellem dens molekyler. Jo stærkere intermolekylære kræfter, jo højere kogepunkt.

De intermolekylære kræfter mellem molekyler kan være dipol-dipol-interaktioner, hydrogenbinding eller van der Waals-kræfter.

Dipol-dipol-interaktioner forekommer mellem molekyler med permanente dipolmomenter. Hydrogenbinding er en speciel type dipol-dipol-interaktion, der forekommer mellem molekyler med et brintatom bundet til et meget elektronegativt atom (såsom nitrogen, oxygen eller fluor). Van der Waals-kræfter er svage tiltrækningskræfter, der opstår mellem alle molekyler.

Kogepunktet for en forbindelse stiger, når antallet af intermolekylære kræfter mellem dets molekyler stiger.

2,2-dimethylpropan har det højeste kogepunkt af alle derivater af ethan, fordi det har de mest intermolekylære kræfter. 2,2-dimethylpropan er et ikke-polært molekyle, så det har ingen dipol-dipol-interaktioner eller hydrogenbinding. Det har dog stærke van der Waals-kræfter, fordi det er et stort molekyle med meget overfladeareal.

De andre derivater af ethan har færre intermolekylære kræfter end 2,2-dimethylpropan. For eksempel er ethan et upolært molekyle, så det har kun van der Waals-kræfter. Butan er også et ikke-polært molekyle, men det har et højere kogepunkt end ethan, fordi det er et større molekyle med mere overfladeareal. Propen er et polært molekyle, så det har dipol-dipol-interaktioner ud over van der Waals-kræfter. Propen har dog et lavere kogepunkt end 2,2-dimethylpropan, fordi det er et mindre molekyle med mindre overfladeareal.

Derfor har 2,2-dimethylpropan det højeste kogepunkt af alle derivater af ethan, fordi det har de mest intermolekylære kræfter.