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왜 몰 질량이 증가하는 분자들은 끓는점이 증가하는 추세를 보이는 걸까요? 그 차이는 분자간 힘에 기인할 수 있습니다. 모든 물질은 분자간 힘 중 가장 약한 힘인 분산력을 가지고 있습니다.
분산력의 강도는 원자가 얼마나 쉽게 극성을 가질 수 있느냐에 달려 있습니다. 질량이 더 많은 원자는 더 많은 전자와 더 큰 전자 구름을 가지고 있어 전자는 더 자유롭게 분산되어 분산력을 증가시킵니다. 힘이 강할수록 주변 원자 간의 상호작용을 깨는 데 더 많은 에너지가 필요하며 결과적으로 끓는점이 더 높아집니다.
이로부터 또한 알칸 계열에서 몰 질량의 증가가 끓는점과 녹는점의 상응하는 증가로 이어지는 이유를 설명할 수 있습니다. 그러나 몰 질량만으로는 분산력의 강도를 결정할 수 없습니다. n-펜탄과 네오펜탄은 같은 질량을 가지고 있음에도 불구하고 모양이 서로 다르기 때문에 끓는점은 서로 다릅니다.
직선형 n-펜탄은 표면적이 보다 커서 인접한 분자와 상호작용하는 반면 구형 네오펜탄은 표면적이 더 작아 결과적으로 분산력을 감소시킵니다. 이로부터 끓는점이 더 낮아집니다. 분자간 힘은 또한 액체를 혼합할 때 중요합니다.
분자간 힘의 유형과 크기가 유사한 액체는 모든 비율로 완전히 용해되거나 섞입니다. 수소 결합 상호작용을 하는 에탄올과 물을 생각해봅시다. 혼합할 때 에탄올 분자는 물 분자와 수소 결합을 형성할 수 있고 두 액체는 완전히 섞일 수 있습니다.
이와는 대조적으로 분자간 힘의 종류와 크기가 다른 액체는 불용성이거나 혼합되지 않습니다. 분산과 수소 결합력을 가진 극성 물 분자와 분산력만을 가진 비극성 헥산 분자를 고려해봅시다. 이를 혼합하면 헥산은 상위 층을 형성하고 물은 하위 층을 형성합니다.
헥산에서의 분산력이 더 약해지면 물 속의 더 강한 수소 결합과 경쟁할 수 없습니다. 그러므로 헥산과 물은 혼합될 수 없습니다.
분자간 힘은 분자 사이에 존재하는 인력입니다. 이는 물질의 녹는점, 끓는점, 용해도(혼화성)와 같은 여러 가지 벌크 특성을 나타냅니다. 몰 질량, 분자 모양 및 극성은 다양한 분자간 힘의 강도에 영향을 미치며, 이는 분자 계열 전체의 물리적 특성 크기에 영향을 미칩니다…
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