13.2: 羧酸的物理性质

较低分子量的羧酸具有尖锐且难闻的气味。 它们还比醛、酮和醇等类似化合物具有更高的沸点和熔点。

除了极性羰基和羟基键的偶极-偶极相互作用之外，羧酸分子之间强的分子间氢键决定了一些物理性质。

强相互作用导致羧酸分子以稳定的二聚体存在，使其分子量增加两倍。 因此，它们具有较高的沸点。 这些羧酸二聚体的平衡常数（高达 10⁶–10⁷ M⁻¹）比醇二聚体 (11 M⁻¹) 高得多。

羧酸的熔点也观察到类似的趋势。 熔点随着烃链长度的增加而升高。 具有超过八个碳的饱和羧酸在室温下通常是固体。 然而，不饱和羧酸的熔点较低。 例如，饱和羧酸硬脂酸 (C₁₈H₃₆O₂) 在 70 °C 时熔化，而带有两个cis双键的亚油酸 (C₁₈H₃₂O₂) 在 -5 °C 时熔化。

就溶解度而言，低分子量羧酸由于与水分子的氢键相互作用而溶于水。 相反，由于分子之间的范德华相互作用较高，较高分子量的羧酸更易溶于醇。 值得注意的是，羧酸在 CCl₄ 等非极性溶剂中高度溶解。 有趣的是，一些二羧酸由于其大量的氢键相互作用而具有相当的水溶性。

羧酸具有极性 –C=O 和 –OH 基团，可确保两个分子之间的偶极-偶极相互作用。

此外，极性基团参与两个强分子间氢键，形成稳定的二聚体，有效地使分子量加倍。

这导致羧酸的沸点高于类似化合物的沸点。

一般来说，低分子量羧酸是液体，而高分子量羧酸在室温下是固体。

由于伦敦力增加和紧密堆积，带有长非极性烃链的饱和羧酸比不饱和酸具有更高的熔点。

二羧酸具有两个额外的氢键，具有相对较高的熔点。

羧酸还与水形成氢键。低分子量羧酸易溶于水。

随着疏水性烃链的增加，水溶性降低。这种长链羧酸除了氢键外，由于伦敦力还很容易溶于酒精溶剂。

如果溶剂是非极性的，酸以二聚体形式存在，使它们非常易溶。