Puntos De Ebullicíon:
Los cuatro
primeros de la serie son gases a temperatura ambiente; los alcanos no ramificados
de 5 a 17 átomos de carbono son líquidos y a partir de 18 C son sólidos. Como
se observa en la tabla y en la gráfica inferior, los puntos de ebullición de
los alcanos no ramificados aumentan al aumentar el número de átomos de carbono,
es decir al aumentar el peso molecular. Por ejemplo, el n-pentano hierve
a 36 ºC y el n-hexano lo hace a 68,8 ºC. Ahora bien, alcanos con el
mismo peso molecular tienen distinto punto de ebullición según sea lineal ó
ramificado. Si el alcano es ramificado, hierve a temperatura más baja que el
alcano lineal del mismo peso molecular. Por ejemplo veamos los puntos de
ebullición de los tres alcanos isómeros de fórmula C5H12:el
n-pentano hierve a 36 ºC, el 2-metilbutano lo hace a 28 ºC y el 2,2-dimetilpropano
a 10ºC.
A la vista de
estas diferencias en los puntos de ebullición de los alcanos, podemos sacar
conclusiones acerca de la relación que existe entre estructura y propiedades.
Los alcanos no
son polares, de ahí que las únicas fuerzas que mantienen unidas las
moléculas son las débiles fuerzas de Van der Waals de tipo dipolo inducido-dipolo
inducido. Podríamos pensar que dos moléculas próximas A y B de
una sustancia apolar no deberían afectarse entre sí. Sin embargo, el campo
eléctrico no es estático, sino que fluctúa rápidamente y en un momento determinado,
los centros de la carga positiva y negativa no coinciden y la molécula A
puede considerarse que tiene un momento dipolar temporal. La molécula vecina B
nota ese campo eléctrico de A y sufre un reajuste espontáneo de las
posiciones de sus electrones, originándose un momento dipolar temporal que será
complementario de A. Los campos eléctricos de ambas moléculas fluctúan,
pero siempre hay una débil atracción entre ellas.
Los
conjuntos de atracciones dipolo inducido-dipolo inducido pueden acumularse para
originar fuerzas de atracción intermoleculares. A medida que la molécula es
mayor, tiene más átomos y electrones y, por tanto, mayores atracciones
intermoleculares, fuerzas que son necesarias contrarrestar para alcanzar el
punto de ebullición. Por otra parte, los alcanos ramificados aunque tienen el
mismo número de átomos de carbono que un isómero lineal la molécula se aproxima
más a la forma de una esfera, por tanto su área superficial es menor y esto se
traduce en un debilitamiento de las fuerzas intermoleculares que podrán ser
superadas a temperatura más baja.
