常見物質沸點高低的比較規律

物質沸點高低是由構成物質質點間作用力大小決定的。物質質點間作用力包括分子間作用力和各種化學鍵。以下從兩大方面談幾點比較物質沸點高低的方法。

一. 從分子間作用力大小比較物質沸點高低

1. 據碳原子數判斷

對于有機同系物來說，因結構相似，碳原子數越多，分子越大，範德瓦爾斯力就越大，沸點也就越高。

2. 根據支鍊數目判斷

在有機同分異構體中，支鍊越多，分子就越近于球形，分子間接觸面積就越小，沸點就越低。

如：正戊烷>異戊烷>新戊烷。

3. 根據取代基的位置判斷

例如，二甲苯有三種同分異構體：鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯。我們可以這樣理解，把這些分子看作一個球體，這三種分子的體積依次增大，分子間的距離也增大，因而分子間作用力減小，熔沸點就降低。因此它們的沸點依次降低。

4. 根據相對分子質量判斷

對于一些結構相似的物質，因此相對分子質量大小與分子大小成正比，故相對分子質量越大，分子間作用力就越大，沸點就越高。

5. 據分子極性判斷

對于分子大小與相對分子質量大小都相近的共價化合物來說，分子極性越大，分子間作用力就越大，沸點就越高。

如：CO>N2。

6. 根據氫鍵判斷

因為氫鍵>範德瓦爾斯力，所以由氫鍵構成的物質沸點高于由範德瓦爾斯力構成的物質。

如：乙醇>氯乙烷；HF>HI>HBr>HCl。

一般情況下，HF、H2O、NH3等分子間存在氫鍵。

二. 從化學鍵的強弱比較物質沸點高低

對于原子晶體、離子晶體和分子晶體來說，構成這些晶體的化學鍵強弱，不僅能幫助判斷物質熔點、硬度大小，還能用來判斷物質沸點高低。

1. 根據晶體類型判斷

一般來說，不同類型晶體的熔沸點的高低順序為：原子晶體>離子晶體>分子晶體，而金屬晶體的溶沸點有高有低。這是由于不同類型晶體的微粒間作用不同，其熔沸點也不相同。原子晶體間靠共價鍵結合，一般熔沸點最高；離子晶體陰、陽離子間靠離子鍵結合，一般熔沸點較高；分子晶體分子間靠範德瓦爾斯力結合，一般熔沸點較低；金屬晶體中金屬鍵的鍵能有大有小，因而金屬晶體熔沸點有高有低。

如：金剛石>食鹽>幹冰。

2. 根據微粒半徑判斷

（1）對于金屬晶體和原子晶體來說，當晶體類型相同時，物質沸點高低可由質點微粒半徑大小來判斷。即：質點半徑越小，質點間鍵長就越短，鍵就越難斷裂，晶體的沸點就越高。

（2）對于離子晶體，其沸點高低與晶格能

3. 根據物質狀态判斷

即物質沸點高低按常溫下的狀态：固體>液體>氣體。

如：

三、物質的沸點在化學學習中也有重要的應用，以下從六個方面談物質沸點在化學中的應用。

（1）理解物質的物理性質

應用物質的沸點可以判斷物質在常溫（25℃時）下的狀态，判斷氣體被液化的難易及液态物質的揮發性大小等。

物質的沸點相對較高者，則該物質較易被液化。如SO2(沸點－10℃)、NH3(－33.35℃)、Cl2(－34.5℃)被液化由易到難的順序是SO2、NH3、Cl2。物質的沸點越低，則越容易揮發（氣化），如液溴（58.78℃）、苯（80.1℃）易揮發、濃硫酸（338℃）難揮發等。

（2）推測物質的晶體類型

分子晶體是由較小的分子間作用力而形成，故熔沸點較低；離子晶體是由離子間較強的離子鍵而形成，故熔沸點一般較高；原子晶體是由原子間較強的共價鍵而形成，故熔沸點很高。如白磷的熔點是44.1℃、沸點是280℃可推測是分子晶體；NaCl的熔點是801℃、沸點是1413℃可推測是離子晶體；晶體矽的熔點是1410℃、沸點是2355℃可推測是原子晶體等。

（3）根據物質的沸點不同對混合物進行分離

如工業上所用的氮氣，通常是利用氮氣的沸點（－195.8℃）比氧氣的沸點（－183℃）低而控制溫度對液态空氣加以分離制得；石油工業利用石油中各組分的沸點不同，通過控制加熱的溫度來分離各組分；釀酒工業利用酒精的沸點（78℃）比水的沸點（100℃）低而采用蒸餾的方法分離酒精和水等。

（4）應用物質的沸點不同，通過控制反應溫度來控制化學反應的方向

①高沸點的酸制備低沸點的酸。如用高沸點的H2SO4制備低沸點的HCl、HF、HNO3等；用高沸點的H3PO4制備低沸點的HBr、HI等。

③選擇合适的物質做傳熱介質來控制加熱的溫度。如果需要100℃以下的溫度，可選擇水浴加熱；如果需要100～200℃的溫度，可選擇油浴加熱。

（5）解釋某些化學現象

①如為什麼有些液體混合時隻能将其中一種液體滴入另一種液體中，而不能反向滴加？

這是因為這些液體混合時，會放出大量的熱，為防止少量低沸點液體因沸騰而飛濺，應将高沸點的液體滴入低沸點的液體中并不斷攪拌。如濃硫酸的稀釋，應将濃硫酸慢慢加入水中，并不斷攪拌；制乙烯時，應将濃硫酸慢慢滴入乙醇中，并不斷攪拌；制硝基苯時，應将濃硫酸慢慢滴入濃硝酸中，并不斷攪拌。

②又如工業上利用電解法冶煉Mg時，為什麼不選擇MgO為原料而是選擇MgCl2為原料？

這是因為MgO的熔點太高（2800℃），能耗大，而MgCl2的熔點低（712℃），能耗小。又如工業上用Al2O3為原料通過電解法冶煉Al時，為什麼要加入冰晶石？這是因為Al2O3的熔點高(2045℃)，而加入冰晶石後可以使Al2O3在1000℃左右溶解在冰晶石中。

（6）判斷有機物分子結構特點

利用前面所述的比較物質沸點高低的方法來判斷。