پرسش

سلام خانم ایلی لطفا بگویید چرا اتانول نقطه ی جوش بالاتری نسبت به دی متیل اتردارد؟ و اینکه چرا گرافیت را برای تولید مغز مداد استفاده میکنند؟

پاسخ

با سلام

دمای ذوب و دمای جوش یک ماده به نیروهای بین مولکولی در آن ماده بستگی دارد. دمای ذوب موادی که نیروی بین مولکولی ضعیف دارند، پایینتر از دمای ذوب موادی است که نیروی بین مولکوولی قویی دارند. بنابراین نقطه ی ذوب تنها به میزان نیروهای بین مولکولی وابسته است. اما نقطه جوش علاوه بر نیروهای بین مولکولی به فشار خارجی نیز بستگی دارد.
الكلها و اترها با یكدیگر ایزومر هستند، مهمترین تفاوت الكلها و اترها در خواص فیزیكی آنها مانند نقطه جوش آنها است. نقطه جوش الكلها بسیار بیشتر از نقطه جوش اترهای ایزومر آنها می باشد، زیرا مولكولهای الكلها به دلیل داشتن گروه OH می توانند با یكدیگر پیوند هیدروژنی برقرار نمایند درنتیجه جدا كردن آنها از محلولشان با صرف انرژی بیشتری همراه است، اما اترها این توانایی را ندارند. به عنوان مثال C2H6O هم فرمول مولكولی یك اتر و هم فرمول مولكولی یك الكل است. اتر به صورت CH3-O-CH3 و الكل ایزومر آن به صورت C2H5-OH می باشد. چون در الكل، اكسیژن به یك اتم ئیدروژن متصل شده، توانایی برقراری پیوند هیدروژنی را داراست. درنتیجه نیروهای بین مولکولی بین آن از نوع پیوندهای قوی واندروالسی به نام پیوند هیدروژنی است درحالیکه در اترها این پیوندها وجود ندارد.

همین تفاوت در نیروهای بین ذره ای در اتم و الماس نیز وجود داردو اتم و الماس هر دو از اتم های کربن تشکیل شده اند اما گرافیت نرم و الماس بسیار سخت است.
گرافیت دارای ساختار می‌باشد. در واقع گرافیت لایه‌ها یا ورقه‌هایی است كه پیوندهای كووالانسی آنها در یك صفحه قرار می‌گیرند. اتمهای كربن در هر لایه به وسیله‌ی سه پیوند كووالانسی كه از اوربیتالهای هیبریدی SP2 حاصل می‌شوند، به طور محكم به هم پیوسته‌اند. در صورتیكه بین دو لایه‌’ مجاور فقط نوعی نیروی جاذبه‌ی ضعیف واندروالسی لاندن وجود دارد. وجود چنین نیروهای ضعیفی باعث می‌شود كه گرافیت در امتداد لایه‌ها شكننده باشد. نرمی و لغزندگی گرافیت را نیز می‌توان به همین علت دانست. با كشیدن مداد بر روی كاغذ، لایه‌های نازكی از گرافیت سیاه رنگ از مغز آن جدا شده و روی كاغذ قرار می‌گیرد. با این ترتیب می‌توان گرافیت را در یك بعد جامد كووالانسی و در بعد دیگر جامد واندروالسی در نظر گرفت. بنابراین تفاوت اصلی الماس با گرافیت در این است كه در بلورهای الماس هر اتم كربن به وسیله‌ی پیوندهای هیبریدی SP3 به چهار اتم كربن دیگر متصل می‌شود و جامد مشبك غول‌آسایی به وجود می‌اورند كه از هیچ طرفی نفوذپذیر نیست. در صورتیكه در گرافیت هر اتم كربن توسط پیوندهای هیبریدی SP2 با سه اتم كربن دیگر پیوند كووالانسی برقرار می‌كند.

پیروز و سربلند باشید.