분자의 크기와 분산력, 끓는점 비교

분자의 크기와 분산력, 끓는점 비교

 

 

 

▶ 참고: 순간쌍극자와 London 분산력

[ https://ywpop.tistory.com/2585 ]

 

 

 

Q. 두 물질 X, Y의 분산력 크기 비교는 무엇으로 할까?

 

 

 

A. 물질의 끓는점.

 

가령 X 물질의 끓는점이 Y 보다 더 높다는 것은

X 물질의 분산력이 Y 보다 더 크다는 의미(증거자료)이다.

 

또한 분산력은 몰질량에 비례하므로,

몰질량이 더 크면, 분산력도 더 크다.

( 단, 일반적으로 이렇다는 것이며,

분자의 극성, 결합형태, 기하구조에 따라 아닐 수도 있다. )

 

 

 

분자(원자)의 크기가 증가할수록, 분자의 분극률 증가(분극이 잘 된다.)

⇨ 분산력 증가 ⇨ 끓는점 증가

 

 

 

분산력은 원자 또는 분자, 즉 물질 내 전자들이 한쪽으로 쏠렸을 때 발생.

작은 물질보다는 큰 물질에서 전자들이 한쪽으로 쏠리기 더 쉬움.

또한 한쪽으로 쏠렸을 때 발생하는 쌍극자모멘트의 크기도 더 큼.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2581 )

 

이 때문에 분산력은 물질의 크기에 비례.

일반적으로 물질의 크기와 몰질량은 비례.

 

 

 

 

 

[그림] 비활성기체의 끓는점과 할로겐의 끓는점 비교.

 

 

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물질의 물리적 상태는

① 분자의 운동 에너지(클수록, 기체化)

② 분자간 힘의 세기(클수록, 고체化)

 

이 2가지 요인에 의해 결정된다고 가정하면,

액체 분자간 힘(분산력)의 세기가 클수록,

기체가 되기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하다.

그래서 물질의 끓는점은 분산력에 비례하여 증가하는 것이다.

 

 

 

할로겐족 분자의 분산력 차이로 인해, 25℃, 1 atm에서

분산력이 가장 작은 플루오린, 염소는 기체,

브롬은 액체,

분산력이 가장 큰 요오드는 고체 상태로 존재한다.

( 참고: 할로겐 이원자분자의 물리적 상태 https://ywpop.tistory.com/8446 )

 

 

 

[ 할로겐 이원자분자의 분산력 크기 ]

 

 

 

 

 

 

[그림] 주기율표. 할로겐족과 비활성기체족.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6669 ] 분자의 끓는점에 영향을 미치는 것들

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/16135 ] 아르곤과 에테인의 끓는점

 

 

 

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