Wie erkläre ich Unterschiede in der Oberfläche für diese Alkane?

Grundsätzlich ist das Volumen, das die Struktur ausfüllt, in etwa proportional zur Kontaktfläche. Es reicht aus, nur die Länge der Kohlenstoffkette zu berücksichtigen, um die relativen Volumina und damit die relativen Oberflächen zu bestimmen.

Wir können daher auch sagen, dass bei geradkettigen Strukturen die Kohlenstoffkette umso größer ist, je länger sie ist.

Erinnern Sie sich an die folgenden Präfixe:

Meth = ein Kohlenstoff
eth = zwei Kohlenstoffe
prop = drei Kohlenstoffe
aber = vier Kohlenstoffe
Pent = fünf Kohlenstoffe
hex = sechs Kohlenstoffe
Hept =. . .
oct =. . .

Dies bedeutet, dass n-Butan hat vier Kohlenstoffe und so weiter. Ich nehme an "n- "ist nicht dasselbe wie" neo "." neopentan "(kugelförmiges Volumen besetzt, auch als" isopentan "bekannt) ist also nicht dasselbe wie"n-pentan "(Volumen in Sandwichform).

In der Tat, in dieser Interpretation "n"Pentan" wird im Allgemeinen als das gleiche wie "Pentan" angesehen. Dies würde bedeuten, dass der einzige nicht geradkettige Kohlenwasserstoff hier ist Isobutan (auch bekannt als "neobutane").

Isobutan hat eine kleinere Oberfläche als Butan, da sein Volumen die Form einer Kugel hat, was die Oberfläche relativ zu minimiert n-Butan.

Propan hat drei Kohlenstoffe und hat weniger Oberfläche als Isobutan, da es keine #"CH"_3# Abzweigung des mittleren Kohlenstoffs.

n-Pentan hat fünf Kohlenstoffatome und ist daher die längste Kohlenstoffkette in dieser Gruppe. Es hat also auch die größte Oberfläche.

Aus diesem Grund bestellen wir wie folgt:

n-pentane > n-butane > isobutane > propane

Auf einem Bild sieht es so aus:

Zur Überprüfung unserer Arbeit sollten die Siedepunkte mit stärkeren intermolekularen Kräften und damit höherer Oberfläche ansteigen. Wir erwarten daher, dass die Siedepunkte in der obigen Liste von links nach rechts abnehmen.

Die tatsächlichen Siedepunkte entsprechen:

#36.1^@ "C" > -1^@ "C" > -11.7^@ "C" > -42^@ "C"#

Die obigen Überlegungen sind also richtig.