نقطة الغليان والقوى الجزيئية: لماذا وكيف وحقائق مفصلة


في هذا المقال ، نهدف إلى مناقشة نقطة الغليان والقوى الجزيئية وكيف تؤثر كل منهما على الأخرى.

مع زيادة قوى الجذب الجزيئية ، فإن ضغط البخار يميل إلى الانخفاض ، مما يؤثر على زيادة درجة غليان ذلك السائل ؛ هذا يرجع إلى حقيقة أن الحرارة المقدمة تستخدم للتغلب على القوى بين الجزيئات وكسر الروابط الموجودة من أجل إنتاج جزيئات مميزة من هذا السائل.

دعونا نعرف الآن ما تعنيه نقطة الغليان والقوى الجزيئية بشكل عام.

 نقطة الغليان والقوى الجزيئية

 كل من نقطة الغليان والقوى الجزيئية هي خواص فيزيائية.

إن نقطة الغليان ليست سوى درجة الحرارة التي يجب أن يصل إليها السائل أو يصل إليه ليشكل أبخرة بحيث يمكن تغييره إلى حالة غازية. القوى الجزيئية هي نوع القوى أو التفاعلات التي تعمل في الجزيء ؛ نوعان من القوى الجزيئية هما القوى بين الجزيئية والقوى داخل الجزيئية.

العديد من الخصائص الفيزيائية للمركبات التي تساعد في التعرف عليها هي نتائج هذه القوى الجزيئية. تشكل كل من القوى الجذابة والقوى الطاردة هذه القوى الجزيئية.

كيف نجد نقاط الغليان بالقوى الجزيئية؟

العاملان الرئيسيان اللذان يؤثران على درجة الغليان هما القوى الجزيئية والوزن الجزيئي.

من الممكن تحديد نقاط غليان المواد من خلال ملاحظة الروابط الموجودة حيث تتطلب الروابط المختلفة كميات مختلفة من الطاقة (الحرارة) المطلوبة لكسرها بحيث يتم تحقيق المرحلة الغازية للمادة.

 وهكذا ، فإن الجزيئات المكونة للسائل لها رابطة الهيدروجين ، مثل الماء ، يحتاج إلى مزيد من الحرارة لينفصل ويشكل جزيئات منفصلة.

 هل القوى الجزيئية تزداد مع نقطة الغليان؟

ترتبط كل من نقطة الغليان والقوى الجزيئية بالطريقة التالية.

مع زيادة قوى الجذب بين الجزيئات ، يميل ضغط البخار إلى الانخفاض ، مما يؤثر على زيادة نقطة غليان ذلك السائل ؛ هذا يرجع إلى حقيقة أن الحرارة المقدمة تُستخدم للتغلب على القوى بين الجزيئات وكسر الروابط الموجودة من أجل إنتاج جزيئات مميزة من هذا السائل.

الآن ، دعونا نناقش التركيب الجزيئي ونقطة الغليان.

 كيف يؤثر التركيب الجزيئي على نقطة الغليان؟

بربط ترتيب الجزيئات ، هناك ثلاث حالات للمادة ، أي الصلبة والسائلة والغازية.

في المواد الصلبة ، يمكننا أن نرى الترتيب المعبأ بإحكام للجزيئات ، بينما في السوائل والغازات ، تخضع الجزيئات للحركة بحرية وتمتلك قوى جزيئية ضعيفة (سائلة) أو معدومة (غازية). لذلك ، يمكننا أن نستنتج أنه نظرًا لميل الجزيئات إلى التحرك بحرية بعيدًا عن بعضها البعض ، فمن المحتمل أن تتحول من سائل إلى غاز.

 على سبيل المثال ، للخضوع للغليان. هكذا، التركيب الجزيئي يؤثر على درجة الغليان.

يركز الجزء التالي على سبب تفوق الجزيئات بنقاط غليانها.

 لماذا هل للجزيئات نقاط غليان مختلفة؟

تم العثور على جزيئات مختلفة لها قيم مختلفة من نقاط الغليان.

تتأثر نقطة الغليان بوزنها الجزيئي وقوى فان دير فال أو القوى الجزيئية. نحن نعلم أن هذه العوامل تختلف من جزيء إلى جزيء ، وبالتالي تختلف نقطة الغليان أيضًا بالنسبة للجزيئات المختلفة.

في القسم التالي ، دعونا نناقش تأثير القوى بين الجزيئات على نقطة الغليان.

كيف تؤثر القوى بين الجزيئات على نقطة غليان أ سائل؟

 تتأثر نقطة غليان السائل أيضًا بقوة القوى بين الجزيئات الموجودة فيه.

نعلم جميعًا أن ضغط البخار هو العامل الحاسم لنقطة الغليان وأن ضغط البخار هذا يعتمد على قوة القوى بين الجزيئات. يختبر السائل الذي يحتوي على قوى ضعيفة بين الجزيئات سهولة التبخر لأنه يميل إلى أن يكون لديه ضغط بخار مرتفع ونقطة غليان منخفضة.

 في المقابل ، فإن السائل المرتبط بالقوى القوية بين الجزيئات لن يتبخر بسهولة لأنه سيكون له نقطة غليان عالية.

لماذا تحتوي المركبات التساهمية الجزيئية على نقاط غليان منخفضة؟

المركبات التساهمية لها نقاط غليان منخفضة بسبب نوع الرابطة المتكونة فيها.

الرابطة التي تتشكل بسبب المشاركة المتساوية للإلكترونات بين الذرات هي نفسها أ الرابطة التساهمية. يمكننا أن نرى أن تكوين الرابطة التساهمية لا يتضمن أي أيونات ، مما يجعل قوى الجذب ضعيفة للغاية. على سبيل المثال ، يتم الاحتفاظ بالمركبات التساهمية المزعومة بواسطة قوة جزيئية ضعيفة نسبيًا.

وبالتالي فإن كمية أقل من الحرارة كافية أيضًا لكسر هذه القوة وفصل الجزيئات عن بعضها.

 أي الجزيئات بها أعلى نقطة غليان؟

من خلال الملاحظة التجريبية ، استنتج أن الألكينات لديها نقاط غليان أعلى للسبب المذكور أدناه ،

تحتوي الألكينات على عدد أكبر من الكربون مقارنة بالمركبات الأخرى. لهذا السبب ، فإن قوة القوة بين الجزيئات كبيرة ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة حجم الجزيء ويساهم أيضًا في انحراف قوى فان دير فال. هذه الحقائق هي المسؤولة عن نقطة غليان أعلى من الألكينات العليا.

نقطة الغليان والقوى الجزيئية
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

 

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة

ما هي جميع العوامل التي تؤثر على درجة غليان سائل ما عدا القوى بين الجزيئات؟

 يقال إن نقطة الغليان تتأثر بعدة عوامل بشكل رئيسي ،

الضغط: قد تنحرف نقطة غليان السائل بسبب اختلاف الضغط. إذا وجد أن الضغط الجوي أقل من جو واحد ، فإن نقطة غليان ذلك السائل قد تنخفض إلى ما دون نقطة الغليان العادية. وبالمثل ، قد تزيد نقطة الغليان فوق نقطة الغليان العادية عندما يتجاوز الضغط البيئي المحيط بالسائل جوًا واحدًا.

نوع الجزيء: يمكن اعتبار السائل مكونًا من نوع معين من الجزيء. تؤثر هذه المعايير أيضًا على نقطة الغليان لأنها تختلف باختلاف نطاق القوى بين الجزيئات.

لماذا تم العثور على الألكينات لديها درجات حرارة أعلى من الغليان؟

من خلال الملاحظة التجريبية ، استنتج أن الألكينات لديها نقاط غليان أعلى للسبب المذكور أدناه ،

ألكينتحتوي s على عدد أكبر من الكربون مقارنة بالمركبات الأخرى. لهذا السبب ، فإن قوة القوة بين الجزيئات كبيرة ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة حجم الجزيء ويساهم أيضًا في انحراف قوى فان دير فال. هذه الحقائق مسؤولة عن ارتفاع نقطة الغليان للألكينات الأعلى.

ما هي الحاجة إلى نقطة الغليان؟

هناك العديد من التطبيقات لنقطة الغليان ، خاصة في حياتنا اليومية. بعضها مذكور أدناه ،

  • في طهي الطعام
  • تعقيم المعدات الطبية مثل الحقن والضمادات
  • لتنظيم عمل وتفاعل المركبات الكيميائية المستخدمة في الحياة اليومية.

 

صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

كيف تتأثر حياتنا اليومية بنقطة الغليان؟

يتم تعريف نقطة الغليان عندما يتحول السائل إلى شكل غازي.

من المفترض أن يكون لنقطة الغليان تأثير كبير على العالم من حولنا لأنها تؤثر على طريقة طهي الطعام وأيضًا على نوع المواد التي يجب استخدامها في تصنيع معظم الأشياء.

 

نقطة الغليان والقوى الجزيئية
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

كيف تحدد نقطة الغليان المرتفعة أو المنخفضة التبخر؟

نقطة الغليان هي درجة الحرارة التي يجب تحقيقها من أجل تحويل السائل إلى غاز.

كلما انخفضت نقطة الغليان ، تزداد احتمالية تبخر المادة ، أي أنها قد تتبخر حتى عندما يتم توفيرها بواسطة مادة صغيرة. كمية الحرارةوكلما ارتفعت درجة الغليان ، فمن غير المرجح أن تتشكل أبخرة لأنها تتطلب مزيدًا من الحرارة لتكوين الفقاعات.

صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

 

ماذا يحدث إذا كانت درجة غليان الماء أقل من القيمة الفعلية؟

قد تسبب نقاط الغليان الأعلى والأدنى بعض الصعوبات في أنشطتنا اليومية ؛ واحد منهم مذكور أدناه ،

إذا أصبحت نقطة الغليان أقل بكثير من القيمة الفعلية ، فسيكون من الصعب الطهي والاستحمام حيث يصبح الجو حارًا جدًا حتى في ظل توفير حرارة أقل. لن يكون من الممكن غمس أيدينا في الماء ، وسوف نشعر بالدفء حقًا أثناء الطهي.

 

اذكر بعض العوامل التي تؤثر على درجة الغليان

تم العثور على العديد من المعايير التي تؤثر على درجة غليان السائل. مثل،

  • درجة الرطوبة
  • الضغط الجوي
  • ارتفاع
  • الوزن الجزيئي الغرامي
  • قوة فان دير فال

كيف تتأثر درجة الغليان بدرجة الحرارة؟

عند نقطة الغليان ، يكون ضغط البخار هو نفسه الضغط الجوي المحيط بالسائل.

يمكننا أن نلاحظ أنه بينما نواصل زيادة درجة الحرارة عن طريق توفير الحرارة ، هناك زيادة في ضغط بخار السائل. في حين أننا عندما نهدف إلى زيادة الضغط الخارجي ، فإننا ننتهي أيضًا بزيادة نقطة الغليان. بشكل عام ، 760 طورًا (عند مستوى سطح البحر) هو الضغط الذي تبدأ عنده السوائل في الغليان.

 

ما هو الجهاز المطلوب لقياس درجة الغليان؟

بشكل أساسي ، هناك حاجة لجهازين أساسيين بحيث تكون هناك طريقة دقيقة لقياس نقطة الغليان.

الأجهزة التي تشكل جهاز نقطة الغليان ضرورية لمعرفة القيمة الدقيقة لنقطة غليان السائل. يتكون هذا الجهاز من مقياس أحادي يساعد في التحديد الفعال لضغط البخار جنبًا إلى جنب مع مقياس حرارة يوضح قيمة درجة حرارة السائل.

 أي ، يتم استخدام أحد الأجهزة لقياس درجة الحرارة والآخر لحساب ضغط البخار.

ماذا يفعل للماء حتى يغلي عند درجة حرارة أقل من 100 درجة مئوية؟

نحن نعلم بالفعل أنه يمكن أن يتغير درجة الغليان بسبب التغيرات في الضغط البيئي.

من أجل تقليل قيمة درجة الحرارة التي يغلي عندها الماء ، نحتاج إلى تقليل الضغط الخارجي المحيط بالسائل أو عن طريق تقليل الرطوبة الموجودة في الهواء. تم دمج نفس الإجراء في مبدأ قدر الضغط.

إنه يزيد الضغط بشكل أساسي بسبب غليان الماء عند درجة حرارة منخفضة لتوفير الطاقة.

قم بتسمية بعض خصائص القوى بين الجزيئات.

يُطلق على القوى بين الجزيئات أيضًا اسم قوى فان دير فال ، وبعض الخصائص المتعلقة بالقوى بين الجزيئات هي ،

  • يقال إن جميع أنواع الذرات أو الجزيئات تمتلك قوى بين الجزيئات إذا كانت قريبة من بعضها البعض.
  • تؤثر قوة هذه القوى على الخصائص الفيزيائية للمادة (على سبيل المثال: نقاط الانصهار والغليان)

 

التفريق بين القوى بين الجزيئية وداخل الجزيئية.

 تختلف القوى بين الجزيئات وداخل الجزيئات باختلاف الكيانات التي توجد بينها.

               بين الجزيئات             ضمجزيئي عامل ضمن الجزيئ
يعتقد أن قوى الجذب موجودة بين جزيئات المادة.قوى الجذب الموجودة بين الذرات الموجودة داخل الجزيء.
تؤثر قوة هذه القوى على الخصائص الفيزيائية للمادة (على سبيل المثال: نقاط الانصهار والغليان)  هذه القوى لا علاقة لها بالخصائص الفيزيائية للمادة.
قوى أضعف نسبياقوى أقوى نسبيا
لا تهتم إلكترونات التكافؤ بهذه القوى.إنهم يربطون أنفسهم بإلكترونات التكافؤ.

ما هي أمثلة القوى داخل الجزيئية؟

تعود الروابط الكيميائية بشكل أساسي إلى القوى داخل الجزيئية. فيما يلي بعض الأمثلة على القوى داخل الجزيء. بمعنى آخر،

  • رابطة تساهمية
  • الرابطة الأيونية
  • الرابطة التساهمية المنسقة

لماذا القوة الجزيئية أضعف مقارنة بالقوى داخل الجزيئية؟

نحن نعلم بالفعل أن القوى داخل الجزيئية أقوى مقارنة بالقوى بين الجزيئات ؛ يمكن تفسير ذلك بمثال ،

في حالة جزيء HCL ، يوجد وجود رابطة تساهمية بين ذرات H و Cl. يكتسبون تكوين ثماني بسبب هذه الرابطة التساهمية ، وبالتالي يصبحون مستقرين بسبب عدم انفصالهم. على النقيض من ذلك ، فإن الرابطة الموجودة بين نفس الذرتين المنتميتين إلى جزيئين مختلفين ترجع إلى جاذبية إلكتروستاتيكية ضعيفة.

أذكر أنواع القوى بين الجزيئات؟

لا يُرى وجود قوى بين الجزيئات إلا عندما تكون الجزيئات على مقربة شديدة.

توجد أنواع عديدة من القوى بين الجزيئات. يسمى،

  • قوى ثنائي القطب التي يسببها ثنائي القطب
  • قوى ثنائي القطب
  • قوى ثنائي القطب
  • قوات لندن

ما سبب زيادة درجة الغليان والقوى الجزيئية؟

يُنظر إلى كل من نقطة الغليان والقوى الجزيئية على أنها تؤثر على بعضها البعض.

يمكن قياس القوى الجزيئية بنقاط الغليان. عندما نعزز استقطاب الروابط ، سيزيد ذلك من القوى الجزيئية. من خلال زيادة الوزن الجزيئي للمادة ، يمكن زيادة درجة الغليان.

 تؤثر مساحة السطح أيضًا على نقطة الغليان ، وتزداد بسبب زيادة مساحة السطح لأنها مرتبطة ببعضها البعض بالتناسب المباشر.

لماذا توجد زيادة في درجة غليان الغازات النبيلة أسفل المجموعة في جدول دوري؟

عندما تمتلئ الأصداف الخارجية للغازات النبيلة ، فإنها تفتقر إلى الميل لتكوين روابط تساهمية ، مما يجعلها أحادية الذرة.

عندما ننزل في المجموعة ، يزداد حجم السحابة الإلكترونية مع زيادة الحجم الذري. لذلك ، فإن الذرات الموجودة أسفل المجموعة تربط نفسها بقوى جزيئية قوية ، مما يزيد من نقاط غليانها.

لماذا وجد أن نقطة غليان إيثان أقل من درجة غليان الهكسان؟

على الرغم من أن كلا من إيثان هكسان عبارة عن مركبات غير قطبية ، إلا أنهما يختلفان حسب درجة الغليان. لان

الهكسان قادر على تطوير قوة جذب جزيئية أقوى وبالتالي نقطة غليان أعلى من إيثان. كل هذا بسبب وجود عدد أكبر من الذرات في حالة الإيثان. نعلم أن الهكسان سائل في درجة حرارة الغرفة والإيثان غاز. هذا أيضًا بسبب القوى الجزيئية القوية.

لماذا تعتمد نقطة الغليان والقوى الجزيئية على الحجم؟

لقد وجد أن كلاً من نقطة الغليان والقوى الجزيئية تعتمد على حجم الجزيء ؛ هذا بسبب،

يؤثر حجم الجزيء أو الذرة على قوة قوى لندن أو القوى الجزيئية ، أي كلما كان حجم الجزيئات أكبر هو القوة بين الجزيئات ، وبالتالي فإن نقطة الغليان تتأثر أيضًا بشكل أكبر.

Harshitha HN

مرحبًا ..... أنا Harshitha H N. لقد أكملت درجة الماجستير في الفيزياء من جامعة ميسور بتخصص في الفيزياء النووية. أنا على دراية جيدة بمجال Latex وبرامج GAMESS وبرامج AVAGADRO. أنا أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في وقت فراغي. تهدف مقالتي دائمًا إلى تطوير وإضفاء بعض القيمة على الطاولة مع الموضوعات ذات الصلة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn- https://www.linkedin.com/in/harshitha-hn-368418249

آخر المقالات