Både aldehyder og ketoner har en carbonylgruppe, men da carbonylgruppen af keton er mellem alkylgrupper, ville det ikke være vanskeligere for den at danne hydrogenbindinger end aldehyder? Hvorfor har aldehyder derfor højere kogepunkter end ketoner?
Kommentarer
- I ' Jeg er ikke sikker på, at det er nyttigt at påkalde hydrogenbinding, da enkle ketoner / aldehyder har meget lidt enolkarakter, og derfor bør deres fysiske egenskaber bestemmes af ketoformerne.
- Se på kommentarerne til svaret fra Rauru Ferro. Han har sendt et link, der viser data, der antyder, at det generelt ikke er sandt, at ketoner har et højere kogepunkt end aldehyder – faktisk synes de at være meget ens, og hvilken der er højere ændringer inden for den homologe serie Måske giver forklaringerne i kommentarerne dig allerede den forklaring, du søger. Hvis de stadig ikke svarer ' dit spørgsmål, du kunne specificere de punkter, du vil vide mere om.
- For at følge op på Neto ' s svar mere eksplicit: På grund af sp2s beskaffenhed hybridiseret kulstof, aldehyder har meget lidt hydrogenbindingskarakter i ikke-enolform.
Svar
Det er ikke så god generalisering: Se altid på dataene først.
Her er en tabel over de fleste aldehyder og ketoner med 6 eller færre carbonatomer (etiketterne bruges i diagrammet senere):
Plot dette nu på et diagram:
Forgreninger er antallet af grene i kulstofkæden.
Bemærk, at mens for 3 og 4 carbonatomer ketonerne har højere kogepunkter, er det ikke klart, at dette er tilfældet for 5 carbonforbindelser og bestemt ikke tilfældet for 6-carbon.
Så jeg ville d hævder, at kogepunktsmønsteret er kompliceret, og der er ikke noget simpelt mønster, der skal forklares.
Svar
Blandt aldehyder og ketoner, ketoner har højere kogepunkt. Dette skyldes tilstedeværelsen af to elektrondonerende alkylgrupper omkring $ \ ce {C = O} $ -gruppen, hvilket gør dem mere polære.
For eksempel: kogepunktet for $ \ ce {CH3- CHO} $ er 322 K, og dipolmoment er 2,52 D.
Kogepunkt på $ \ ce {CH3-CO-CH3} $ er 329 K, og dipolmoment er 2,88D
Dipolemomentet på $ \ ce {CH3-CO-CH3} $ er større end $ \ ce {CH3-CHO} $. Dette fordi der er to elektrondonerer $ \ ce {CH3} $ grupper omkring $ \ ce {C = O} $ obligation, mens der kun er en $ \ ce {CH3} $ gruppe omkring $ \ ce {C = O} $ i $ \ ce {CH3CHO} $.
Da dipolmomentet er større, er det mere polært og har derfor højere kogepunkt.
Kommentarer
- Bare et mindre punkt: sammenligningen mellem acetaldehyd og acetone er ikke helt fair, da acetone også er et tungere molekyle, så dens forholdsvis større spredningskræfter i London vil også komme i spil (omend med en mindre grad af betydning end forskel i dipolmomenter). Jeg tror, en bedre sammenligning ville være mellem acetone og propanal, da det ville være at sammenligne molekyler af samme størrelse. Som dokumentet Rauru Ferro linkede til noter, er b.p. trend er ikke ' t helt ensartet.
Svar
For ketoner og aldehyder med lignende molekylvægt, ketoner har højere kogepunkt på grund af det faktum, at dens carbonylgruppe er mere polariseret end i aldehyder. Så interaktioner mellem molekyler af ketoner er stærkere end mellem molekyler af aldehyder, og det giver et højere kogepunkt.
Kommentarer
- Kan du forklare hvorfor carbonylgruppen er mere polariseret i ketoner end i aldehyder? Eller kan du give en reference til dette?
- Som jeg husker fra min organiske kemikælder, er forskellen mellem ketoner og aldehyder baseret på den elektroniske fordeling mellem kulstof og ilt. Denne fordeling beskyldes mere i ketoner end i aldehyder, fordi i aldehyder giver hydrogenbundet kulstof i carbonylgruppen kulstofets elektroniske densitet (fordi brint er mindre elektronegativ end kulstof).
- Hmm, men skal ' t der også være hyperkonjugering mellem den yderligere alkylgruppe og carbonylgruppen ' s $ \ pi $ orbital, som også ville give elektron densitet til carbonylcarbon? Er denne effekt så meget svagere end den lille forskel i elektronegativiteter mellem kulstof og brint, at det fører til en signifikant højere polarisering af carbonylgruppen?
- I ' ve fandt dette dokument: google.es / … , hvor der på side 411-412 beskrives to kanoniske former neutrale og polariserede, hvor den polariserede form har et mindre bidrag. Måske kan dette forklare de små forskelle mellem kogepunkter (side 419).
- Dit sammenkædede dokument synes at antyde, at antagelsen, som dette spørgsmål er baseret på, er forkert, da der er tilfælde, hvor aldehydets kogepunkt er (lidt) højere end den tilsvarende keton. Det faktum, at kogepunkterne er ret ens, kan betyde, at de effekter, jeg beskrev i min tidligere kommentar, næsten er lige store.