沸点を異にする決め手

質問

沸点が
塩化tert-ブチル＜臭化tert-ブチル＜ヨウ化tert-ブチル
の順に高くなるのはハロゲン単体の沸点の違いを
例に理解はできるのですが、以下のように
臭化tert-ブチル＜tert-ブチルアルコール＜ヨウ化tert-ブチル
の順に沸点が高くなることに納得できません。
どなたかご教授ください。お願いします。

ちなみに４物質の沸点は
ヨウ化tert-ブチル　98℃
tert-ブチルアルコール　82℃
臭化tert-ブチル　72℃
塩化tert-ブチル　51℃
でした(http://ptcl.chem.ox.ac.uk/MSDS/)。

回答No.5

134 · ベストアンサー

一般的に、ヒドロキシル基のついたものが、水素結合を持つために、他のものと比べて、沸点が高い傾向であることはいえますが、何番目になるのかを一般化することはできません。
　物性表を見たり、実際に測定して確認するしかないです。

例えば、酸素属と水素との化合物の沸点は
Ｈ２Ｏ　：１００．０℃
Ｈ２Ｓ　：－６０．７℃
Ｈ２Ｓｅ：－４１．３℃
Ｈ２Ｔｅ：　－４℃
だそうで、ヨウ素の横にいるテルルさえ、水素結合を持つ水より沸点が低かったりしますし。

お礼

そうだったんですか！
沸点の高い順は一般化できないのですね。
私の疑問に何度もお答えいただき、
本当にありがとうございました。

回答No.4

134

いえ、ヨウ化ブチルの分子間引力は、アルコールと比べると、強くはありません。塩化ブチルや臭化ブチルと大して変わらないはずです。

　ヨウ素の原子量が１２７　で重たい　ということで、ブチル基と結合したときに沸点が高い　ということになります。

ちなみに、フッ素、塩素は、常温で気体、臭素は液体、ヨウ素は固体…となっています。

補足

ありがとうございます。
沸点が

塩化tert-ブチル＜臭化tert-ブチル＜ヨウ化tert-ブチル

の順に高くなることはもぅ完璧に（？）理解できました。では、
tert-ブチルアルコールの沸点が臭化tert-ブチルより
も高くヨウ化tert-ブチルよりも低いのは
どうしてなのでしょうか。
なぜこのような疑問を持つかといいますと、
ハロゲン化アルキルの括りで比較する場合は
「どんなハロゲンが置換しているか？」
を考えればよかったが、一方
tert-ブチルアルコールはハロゲン化アルキルでは
ないので、ハロゲン化アルキル同士で比べたよう
には行かないのだと考えているからです。
そこでヒドロキシル基による水素結合の
考え方が持ち出されたわけですが、
その辺りがまだ自力では解決できません。

どうかよろしくお願いいたします。

回答No.3

134

失礼しました。　水素結合の話と沸点の関連でしたね。

沸騰というのは、分子運動を激しくさせ、フリーに動ける状態にすることです。

分子間引力が働きますと、それだけ自由になりにくく、その結合に打ち勝つために、余計に熱エネルギーを与える必要がでます。

回答No.2

134

>ヨウ化tertブチル同士の分子間力は
>tertブチルアルコール同士の水素結合に
>勝るということだと思います。

　はい。で、この理由ですが、分子構造に由来します。
　tert-ブチルアルコールですが、炭素-酸素-水素結合の部分が、約１０４°という値になっています。
　そして、酸素が電子を強く引きつけるため、酸素原子の部分でδ－、水素の部分でδ＋の電気的片寄りを生じます。（こういう分子を「極性分子」と呼びます）

この－ＯＨのＯの部分が、別のアルコール分子のＨの部分と引き合う次第です。

これに対し、臭化-n-ブチルの方は、Brが確かに電子を強く引きつける基ではありますが、tert-ブチル基が安定させる基で、かつ、分子間引力をしめすには、嵩高く立体障害となる基ですので、分子間引力が、顕著にならない…ということになります。

お礼

ありがとうございます。臭化tertブチルの場合は
理解できたと思います。
ではヨウ化tertブチルの場合はどうなのでしょうか。
ヨウ素の原子量が大きい
　　　↓
ヨウ化tertブチル分子全体の嵩高さが増す
　　　↓
分子間力が増す
　　　↓
その分子間力が－OH基同士の水素結合より強い（★）

★の理由についてお話していただけたらと思います。

回答No.1

134

－ＯＨ　と　－Ｃｌで、逆転ということみたいですね。

この場合、－ＯＨ基は、水素結合をして、沸点が高くなるようです。

　例えば、水（Ｈ２Ｏ）は常温で液体なのに、硫化水素（Ｈ２Ｓ）は、常温で気体ですし、分子量の他に、分子間引力なども物性に大きく影響するものです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
－OH基の水素結合の影響があるだろうとは
予想してましたが分子間力については考えが
及びませんでした。

するとヨウ化tertブチル同士の分子間力は
tertブチルアルコール同士の水素結合に
勝るということだと思います。
この理由についても解説していただけたら
幸いです。どうぞお願いします。