Zarówno aldehydy, jak i ketony mają grupę karbonylową, ale ponieważ grupa karbonylowa ketonu znajduje się między grupami alkilowymi, nie byłoby trudniej jej utworzyć wiązania wodorowe niż aldehydy? Dlaczego więc aldehydy mają wyższą temperaturę wrzenia niż ketony?
Komentarze
- I ' nie jestem pewien, czy przywołanie wiązania wodorowego jest pomocne, ponieważ proste ketony / aldehydy mają bardzo mało charakteru enolowego i dlatego ich właściwości fizyczne powinny być określone przez formy keto.
- Spójrz na komentarze do odpowiedź Rauru Ferro. Opublikował link, który pokazuje dane, z których wynika, że generalnie nie jest prawdą, że ketony mają wyższą temperaturę wrzenia niż aldehydy – w rzeczywistości wydają się być bardzo podobne, a który z nich jest większymi zmianami w szeregu homologicznym . Być może wyjaśnienia podane w komentarzach zawierają już wyjaśnienie, którego szukasz. Jeśli nadal nie ' nie odpowiedz Twoje pytanie możesz określić punkty, o których chcesz dowiedzieć się więcej.
- Aby uzupełnić informacje o ' Neto, odpowiedz jaśniej: Ze względu na charakter sp2 zhybrydyzowany węgiel, aldehydy mają bardzo mało wiązań wodorowych w postaci nieenolu.
Odpowiedź
To nie jest dobre uogólnienie: zawsze najpierw spójrz na dane.
Oto tabela większość aldehydów i ketonów z 6 lub mniejszą liczbą atomów węgla (etykiety są używane w dalszej części tabeli):
Teraz wykreśl to na wykresie:
Gałęzie to liczba gałęzi w łańcuchu węglowym.
Zauważ, że chociaż dla 3 i 4 atomów węgla ketony mają wyższe temperatury wrzenia, nie jest jasne, że jest to prawdą dla związków 5-węglowych, a na pewno nie dla związków 6-węglowych.
Więc ja „d twierdzą, że wzór punktów wrzenia jest skomplikowany i nie ma prostego wzoru, który należałoby wyjaśnić.
Odpowiedź
Wśród aldehydów i ketony, ketony mają wyższą temperaturę wrzenia. Wynika to z obecności dwóch grup alkilowych oddających elektrony wokół grupy $ \ ce {C = O} $, co czyni je bardziej polarnymi.
Na przykład: temperatura wrzenia $ \ ce {CH3- CHO} $ to 322 K, a moment dipolowy to 2,52 D.
Temperatura wrzenia $ \ ce {CH3-CO-CH3} $ wynosi 329 K, a moment dipolowy to 2,88D
Moment dipolowy $ \ ce {CH3-CO-CH3} $ jest większy niż $ \ ce {CH3-CHO} $. Dzieje się tak, ponieważ istnieją dwie grupy elektronów przekazujące $ \ ce {CH3} $ wokół obligacji $ \ ce {C = O} $, podczas gdy istnieje tylko jedna grupa $ \ ce {CH3} $ wokół $ \ ce {C = O} $ w $ \ ce {CH3CHO} $.
Ponieważ moment dipolowy jest większy, więc jest bardziej biegunowy i stąd ma wyższą temperaturę wrzenia.
Komentarze
- Tylko drobna uwaga: porównanie aldehydu octowego i acetonu nie jest do końca rzetelne, ponieważ aceton jest również cięższą cząsteczką, więc w grę będą wchodzić również jego stosunkowo większe siły dyspersji w Londynie (choć z mniejszym stopniem znaczenia niż różnica momentów dipolowych). Myślę, że lepsze byłoby porównanie acetonu i propanalu, ponieważ byłoby to porównanie cząsteczek o tej samej wielkości. Jednak, jak dokument Rauru Ferro powiązany z notatkami, b.p. trend nie jest ' nie jest całkowicie spójny.
Odpowiedź
Dla ketony i aldehydy o podobnej masie cząsteczkowej, ketony mają wyższą temperaturę wrzenia ze względu na fakt, że ich grupa karbonylowa jest bardziej spolaryzowana niż w przypadku aldehydów. Zatem interakcje między cząsteczkami ketonów są silniejsze niż między cząsteczkami aldehydów, a to daje wyższą temperaturę wrzenia.
Komentarze
- Czy mógłbyś wyjaśnić, dlaczego grupa karbonylowa jest bardziej spolaryzowana w ketonach niż w aldehydach? A może możesz podać odniesienie do tego?
- Jak pamiętam z mojej bazy chemii organicznej, różnica między ketonami i aldehydami polega na elektronicznym rozkładzie węgla i tlenu. Ten rozkład jest bardziej oskarżany w ketonach niż w aldehydach, ponieważ w aldehydach wodór związany z węglem grupy karbonylowej nadaje węgiel gęstości elektronowej (ponieważ wodór jest mniej elektroujemny niż węgiel).
- Hmm, ale nie powinno być ' t również hiperkoniugacja między dodatkową grupą alkilową a grupą karbonylową ' s $ \ pi $ orbital, który również dałby elektron gęstość względem węgla karbonylowego? Czy ten efekt jest o wiele słabszy niż niewielka różnica elektroujemności między węglem a wodorem, że prowadzi do znacznie wyższej polaryzacji grupy karbonylowej?
- I ' ve znalazłem ten dokument: google.es / … , gdzie na stronach 411-412 opisano dwie formy kanoniczne neutralne i spolaryzowane, w których forma spolaryzowana ma niewielki udział. Może to wyjaśnia niewielkie różnice między temperaturami wrzenia (strona 419).
- Twój powiązany dokument wydaje się sugerować, że założenie, na którym opiera się to pytanie, jest błędne, ponieważ istnieją przypadki, w których temperatura wrzenia aldehydu jest (nieco) wyższa niż odpowiadającego mu ketonu. Fakt, że punkty wrzenia są dość podobne, może oznaczać, że efekty, które opisałem w poprzednim komentarzu, mają prawie taką samą siłę.