भौतिक गुण और अम्लता: अध्ययन गाइड

मुख्य विचार

क्वथनांक, विलेयता और अम्लता सभी अंतराआण्विक बलों और इस पर निर्भर करते हैं कि अणु आवेश को कितना स्थायी कर सकता है। यौगिकों का क्रम निकालने का अर्थ है सबसे प्रबल आकर्षण या सबसे स्थायी संयुग्मी क्षार खोजना।

• प्रबल बलों के साथ क्वथनांक बढ़ता है: हाइड्रोजन आबंध (ऐल्कोहॉल, अम्ल, ऐमीन) द्विध्रुव–द्विध्रुव (ऐल्डिहाइड, कीटोन, ईथर) से आगे है, जो परिक्षेपण बलों (ऐल्केन) से आगे है।
• एक ही प्रकार के यौगिक में लंबी शृंखला क्वथनांक बढ़ाती है और शाखन घटाता है, क्योंकि शाखन पृष्ठ संपर्क कम करता है।
• –OH या –NH₂ वाले छोटे अणु जल में घुलते हैं। हाइड्रोकार्बन भाग बढ़ने पर विलेयता घटती है।
• संयुग्मी क्षार अधिक स्थायी होने पर अम्लता बढ़ती है: कार्बोक्सिलिक अम्ल > फ़ीनॉल > ऐल्कोहॉल, और हैलोजन जैसे इलेक्ट्रॉन-आकर्षी समूह अम्लता बढ़ाते हैं।

मुख्य समीकरण

• boiling point: H-bonding > dipole–dipole > dispersion
• acidity: RCOOH > ArOH > H₂O ≈ ROH
• pKa = −log₁₀ Ka

हल किया हुआ उदाहरण

एथेनॉल (46 g/mol) 78 °C पर, एथेनल (44 g/mol) 20 °C पर और प्रोपेन (44 g/mol) −42 °C पर उबलता है, जबकि उनके द्रव्यमान लगभग समान हैं, क्योंकि केवल एथेनॉल हाइड्रोजन आबंध बना सकता है। अम्लता में एथेनोइक अम्ल (pKa 4.76) फ़ीनॉल (लगभग 10) से प्रबल है, जो एथेनॉल (लगभग 16) से प्रबल है। CF₃ समूह के कारण ट्राइफ्लुओरोएथेनोइक अम्ल एथेनोइक अम्ल से प्रबल है।

आम गलतियाँ

• हाइड्रोजन आबंध की उपेक्षा करके केवल मोलर द्रव्यमान से क्वथनांक का क्रम लगाना।
• यह अपेक्षा करना कि शाखित समावयवी का क्वथनांक सीधी शृंखला वाले समावयवी से अधिक होगा।
• यह भूल जाना कि अधिक स्थायी संयुग्मी क्षार का अर्थ प्रबल अम्ल है, यानी कम pKa।

अभ्यास

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