PROPRIETA’ FISICHE dei composti organici

Come già visto a proposito della solubilità , le interazioni intermolecolari assumono un ruolo determinante sulle temperature di fusione e di ebollizione dei composti organici. I forti legami ad idrogeno che troviamo, ad esempio, negli alcoli e negli acidi carbossilici ne giustificano punti di ebollizione elevati , come nel caso dell’acqua.

Ben diversa la situazione per gli idrocarburi che sono apolari, quindi soggetti esclusivamente a forze di interazione intermolecolari di tipo Van der Waals (più precisamente forze di London) ; tuttavia queste possono diventare tanto rilevanti con il crescere dei pesi molecolari da dare origine a stati di aggregazione condensati . Infatti gli alcani fino a 4 atomi di carbonio sono gassosi; oltre i 15 atomi di carbonio le molecole sono grandi a sufficienza da presentarsi allo stato solido.

Discorso analogo per ciò che riguarda la loro temperatura di ebollizione e fusione, crescenti al crescere dei pesi molecolari, ma non solo: l’isomeria e dunque la forma assunta dalla molecola influenzano drammaticamente le suddette proprietà.

Infatti idrocarburi dalla forma lineare , che mostrano per tal motivo una più elevata superficie di contatto reciproco, stabiliscono delle interazioni attrattive più rilevanti rispetto agli isomeri più ramificati, la cui forma si avvicina più a quella sferica. Potremo aspettarci che il n-esano  abbia una temperatura di ebollizione più alta del 2,2-dimetilbutano , nonostante formule molecolari C6H14  evidentemente uguali.

Bisogna ovviamente fare attenzione all’ eventuale presenza di eteroatomi, perchè oltre alla loro più o meno forte elettronegatività, la natura e il numero complessivo degli elettroni presenti nella molecola ha una drammatica importanza sulla forza delle interazioni intermolecolari che possono stabilirsi.

In particolar modo le coppie elettroniche solitarie , tipiche di tanti eteroatomi e gruppi funzionali presenti nei composti organici,  presentano una maggiore mobilità rispetto agli elettroni impegnati in legami: ciò vuol dire  una più facile possibilità di distorsione sotto l’effetto di un campo elettrico. Le coppie elettroniche solitarie su atomi più grandi sono meno trattenute dai nuclei (effetto di schermo): possiamo così spiegarci, ad esempio, perchè il dimetiletere ha una temperatura di ebollizione molto inferiore a quella del dimetilsolfuro.

Chimitutor -11 Luglio 2018