Chemia25

1. Zależność między budową cząsteczek a właściwościami związku chemicznego

Znajomość

budowy

cząsteczki

pozwala

określić wielo

właściwości

związku.

W chemii bardzo często spotykamy się z zagadnieniem opisu właściwości interesujących nas związków. Właściwości te można oczywiście zbadać doświadczalnie, jeśli dysponuje się określonym związkiem, lub wyszukać odpowiednie informacje w tablicach chemicznych. Obie te procedury są jednak dość czasochłonne, tymczasem już na podstawie wzoru elektronowego związku można określić pewne jego właściwości, na przykład lotność związku, czyli jego zdolność do parowania, oraz rozpuszczalność w wodzie i innych rozpuszczalnikach. Znajomość budowy cząsteczki związku pozwala również ocenić jego reaktywność i co się z tym wiąże - trwałość. Znając strukturę cząsteczek związku, można także próbować określić, czy w stanie stałym jest on substancją krystaliczną i jakie kryształy tworzy miękkie czy twarde, kruche czy ko-walne, łatwo czy trudno topliwe, przewodzące prąd czy będące izolatorem.

Nauka chemii organicznej polega między innymi na poznawaniu związków organicznych i ich właściwości. Próbując je określić, będziemy bardzo często posługiwać się wzorem związku, co pozwoli uniknąć uczenia się wielu informacji na pamięć. W tym rozdziale przypomnimy, w jaki sposób na podstawie struktury elektronowej cząsteczki związku można oszacować jego lotność, rozpuszczalność w różnego rodzaju rozpuszczalnikach oraz trwałość i reaktywność.

Miarą lotności substancji jest jej temperatura wrzenia. Substancje o dużej lotności mają niskie temperatury wrzenia, natomiast substancje, których lotność jest niewielka, cechują się wysokimi temperaturami wrzenia. Oczywiście, związki, które w temperaturze pokojowej są gazami, charakteryzują się większą lotnością niż ciecze czy ciała stale. Temperatura wrzenia substancji gazowej jest bowiem niższa od temperatury pokojowej, podczas gdy temperatura wrzenia cieczy lub ciała stałego przekracza temperaturę pokojową. Zazwyczaj pojęcia lotności używamy głównie w odniesieniu do cieczy, porównując ich zdolność parowania. Powiemy na przykład, że aceton wchodzący w skład niektórych rodzajów zmywaczy do paznokci jest bardziej lotny niż woda, bo łatwiej od niej wyparowuje. Znajduje to potwierdzenie w temperaturach wrzenia tych dwu związków - aceton wrze w temperaturze 56,2°C, podczas gdy temperatura wrzenia wody wynosi 100°C.

()szacowanie lotności danego związku na podstawie budowy jego cząsteczek wymaga ustalenia masy cząsteczek oraz ich siły oddziaływań międzycząslcczkowych. Na przykład azot zawierający cząsteczki N ,, których masa wynosi 2K u i które ze względu na swój niepolarny charakter mogą się przyciągać jedynie słabymi silami van dci Waalsa, jest snbslan