物質(zhì)熔沸點高低的規(guī)律總結(jié)

馬亞樓

物質(zhì)熔沸點高低是由構(gòu)成物質(zhì)質(zhì)點間作用力大小決定的。物質(zhì)質(zhì)點間作用力包括分子之間的作用力和各種化學(xué)鍵?，F(xiàn)從這兩方面談幾點比較物質(zhì)熔沸點高低的規(guī)律和方法。

一、從分子之間作用力大小比較物質(zhì)熔沸點高低

1.氫鍵法。因為氫鍵作用力大于范德華力，所以由氫鍵構(gòu)成的物質(zhì)的熔沸點高于由范德華力構(gòu)成的物質(zhì)的熔沸點，如乙醇>氯乙烷，HF>HI>HBr>HCl。

一般情況下，HF、NH3、H2O、C2H5OH、CH3COOH 等分子間都存在氫鍵。

2.同系物C 數(shù)法。對于有機同系物來說，因結(jié)構(gòu)相似，C數(shù)越多，分子越大，范德華力就越大，熔沸點也就越高，如C2H6

3.同分異構(gòu)體支鏈法。在有機同分異構(gòu)體中，支鏈越多，分子就越接近于球形，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。

4.分子量法。對于一些結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)因為分子量大小與分子大小成正比，故分子量越大，分子間力就越大，沸點就越高，如CH3Cl>CH3F，CH2Cl2>CH3Cl>CH4。

5.極性法。對于分子大小與分子量大小都相近的共價化合物來說，分子極性越大，分子間力就越大，沸點就越高，如CO>N2。

二、從化學(xué)鍵的強弱比較物質(zhì)熔沸點高低

6.晶體類型法。不同類型晶體物質(zhì)間熔沸點高低變化順序大致為共價晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體，如沸點：金剛石>食鹽>鐵>干冰

7.微粒半徑法。對于晶體類型相同的物質(zhì)，熔沸點高低可由質(zhì)點微粒半徑大小來判斷。即質(zhì)點半徑越小，質(zhì)點間鍵長就越短，鍵就越難斷裂，晶體的沸點（熔點、硬度）就越高。如金屬晶體類沸點Al>Mg>Na。同理可得堿金屬從Li→Cs沸點逐漸降低。共價晶體類沸點C>SiC>Si，同理可得沸點C>B>Si。至于離子晶體，其沸點高低與晶格能大小基本上成正比。即陰陽離子所帶電荷越多，離子鍵就越強，沸點就越高;離子核間距離越大，離子鍵越弱，物質(zhì)沸點越低，如MgO>NaCl，MgO>CaO。判斷物質(zhì)沸點高低的方法很多，要根據(jù)不同的題目采用不同的方法分析比較，靈活運用知識。

8.狀態(tài)法。一般來說，物質(zhì)沸點高低按常溫下的狀態(tài)“固體>液體>氣體”變化。

例1 下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是（ ）。

A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2

C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2

C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2解析：本題主要考查離子晶體、共價晶體、分子晶體、金屬晶體四類典型晶體熔點的關(guān)系。一般是分子晶體的熔點低于金屬晶體與離子晶體，這兩種晶體的熔點又低于共價晶體。同一類型晶體間， 其微粒之間的作用力越強，熔點越高。O2、I2、Hg常溫下分別是氣體、固體和液體，所以熔點O2 K>Rb，故C項不符合題意。SiC、NaCl、SO2 分別屬于共價晶體、離子晶體和分子晶體， 它們的熔點為SiC>NaCl>SO2。

答案：B

例2 下列物質(zhì)熔點由高到低的排列順序正確的是（ ）。

A.SiO2>KCl>H2S>H2O

B.SiO2>KCl>H2O>H2S

C.H2O>H2S>KCl>SiO2

D.KCl>SiO2>H2O>H2S

解析：Mr（H2O）H2S。

答案：B

例3 下列物質(zhì)的熔點由高到低排列，正確的是（ ）。

A.Li>Na>K>Cs

B.NaCl>KCl>RbCl>CsCl

C.F2>Cl2>Br2>I2

D.金剛石>硅>碳化硅

解析：A 項皆為金屬晶體，其熔點高低決定于金屬鍵的強弱，由Li→Cs，同主族元素原子半徑逐漸增大，離子半徑相應(yīng)增大，金屬鍵逐漸減弱，熔點逐漸降低，故A 項正確。B項中皆為離子晶體，其熔點高低決定于離子鍵的強弱，由Na+ →Cs+ 半徑逐漸增大，與Cl- 間的作用逐漸減弱，熔點逐漸降低，故B項正確。C 項中皆為分子晶體，其熔點決定于分子間作用力的大小，由 F2→I2 相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強，熔點越來越高，故C 項錯誤。D 項中皆為共價晶體，其熔點的高低決定于共價鍵的強弱，由原子半徑可推知三種鍵長的順序是C—CC—Si>Si—Si，故D項錯誤。

答案：A、B

例4 有以下烷烴：

①3，3-二甲基戊烷 ②正庚烷

③2-甲基己烷 ④正丁烷

它們的沸點由高到低的順序是（ ）。

A.③>①>②>④ B.①>②>③>④

C.②>③>①>④ D.②>①>③>④

解析：在同類烴中，碳鏈越長，即分子量越大的烴，熔沸點越高;當碳原子數(shù)相同時，支鏈越多，空間幾何形狀越對稱的烴，熔沸點越低。

四種物質(zhì)中丁烷的相對分子質(zhì)量最小， 則沸點最低，而3，3-二甲基戊烷、庚烷、2-甲基己烷互為同分異構(gòu)體， 含有的支鏈越多， 沸點越低，則沸點由高到低的順序為②>③>①>④。

答案：C

例5 下列物質(zhì)的熔沸點高低順序正確的是（ ）。

A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅

B.CI4>CBr4>CCl4>CF4

C.MgO>H2O>N2>O2

D.金剛石>生鐵>鈉>純鐵

解析：A項中，物質(zhì)全部為共價晶體，判斷其熔沸點高低可比較其原子半徑：Si>C>O，故鍵長關(guān)系為 Si—Si>Si—C>Si—O>C—C，鍵長越長，鍵能越小，故A 項錯誤;B項中物質(zhì)為同種類型的分子晶體，可比較其相對分子質(zhì)量大小，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高，故B項正確。C項中N2 與O2 為同種類型的分子晶體，O2 的熔沸點比N2 的高，故C項錯誤。D項中熔沸點關(guān)系應(yīng)為金剛石>純鐵>生鐵>鈉，合金的熔沸點比純金屬低，故D項錯誤。

答案：B

例6 （1）氯酸鉀熔化，粒子間克服_____的作用力;二氧化硅熔化，粒子間克服_____的作用力;碘的升華，粒子間克服的作用力。三種晶體的熔點由高到低的順序是_____（填化學(xué)式）。

（2）下列六種晶體：

①CO2 ②NaCl ③Na ④Si ⑤CS2⑥金剛石

它們的熔點從低到高的順序為_____（填序號）。

解析：（1）氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時需要克服離子鍵的作用力;二氧化硅是共價晶體，熔化共價晶體時需要克服共價鍵的作用力;碘為分子晶體，熔化分子晶體時需克服的是分子間的作用力。由于共價晶體是由共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以共價晶體的熔點最高，其次是離子晶體，由于分子間作用力與化學(xué)鍵相比較要小得多，所以碘的熔點最低。

（2）先把六種晶體分類。共價晶體為④⑥，離子晶體為②，金屬晶體為③，分子晶體為①⑤。由于C原子半徑小于Si原子半徑，所以金剛石的熔點高于晶體硅;CO2 和CS2同屬于分子晶體，其熔點與相對分子質(zhì)量成正比，故CS2 熔點高于CO2;Na在通常狀況下是固態(tài)，而 CS2 是液態(tài)，CO2 是氣態(tài)，所以Na的熔點高于CS2 和CO2;Na在水中即熔化成小球，說明它的熔點較NaCl低。

答案：（1）離子鍵 共價鍵 分子間 SiO2>KClO3>I2 （2）①⑤③②④⑥

（責任編輯 謝啟剛）