水素付加するとどうして脂肪油は固体になるんですか？

質問

高校時代写真のようなプリントで脂肪油と脂肪の違いを教わりました。
http://www.picamatic.com/view/4942195_IMGP3371/

ここで飽和脂肪酸より分子間力が小さいためcisだと融点は低くなるといわれました。
右上に授業中にいわれた飽和脂肪酸、cis不飽和脂肪酸の絵を描いておきました。（左、飽和脂肪酸 右、cis不飽和脂肪酸）
これによると右だと隙間があく＝分子間力が小さくなるため飽和よりも融点が低いそうです。

そうすると、油脂の場合二重結合による結合エネルギーの上昇よりも、分子間力のほうが分子の融点を上げる原因は大きいのでしょうか？
現に硬化油では二重結合がきれ飽和になることで融点が下がっています。

また融点の高さは
cis油脂＜飽和油脂＜trans油脂でいいのでしょうか（transの場合飽和とほぼ同じ構造かつ二重結合があるため）

回答No.2

noname#116453 · ベストアンサー

＞また融点の高さはcis油脂＜飽和油脂＜trans油脂でいいのでしょうか
強いて言うなら
cis油脂＜飽和油脂＝trans油脂　または　is油脂＜trans油脂＜飽和油脂
でしょう。これは対応する高級脂肪酸の融点からの類推です。
現実には天然油脂において、不飽和脂肪酸はすべてcisですので、transをわざわざ作って比較しなければわかりませんし、炭素鎖によって違うかもしれません。なので、調べた人がいないんじゃないかと思います。

引用された説明の手書きの部分は少々疑わしいです。隙間というよりも、分子の形状の違いによる分子間力の差で説明されることが多いからです。

結合エネルギーと分子間力は無関係です。
それと、二重結合の結合エネルギーとおっしゃいますが、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸を比較すると、前者の方が、二重結合１本につき２個の水素原子が多く、その分単結合も多くなります。なので、結合エネルギーの総計は飽和脂肪酸の方が大きくなります。

補足

多重結合のほうが結合エネルギーが低いとありますが、大学ではC-Cが３６８kJ/mol,C=Cが702kJ/mol,C≡Cが962kJ/molと習いました。
これを見る限りでは多重結合のほうが単結合よりもエネルギーが高いように思えるのですが。
それとも多重結合によるエネルギーの上昇よりも、Ｈとの単結合のエネルギーのほうが高いということでしょうか？

また、もしよろしければ、隙間というよりも、分子の形状の違いによる分子間力の差で説明されるというところを詳しく教えていただきたいです。
どこかのサイトのＵＲＬでもかまいません。

回答No.4

noname#116453

#2です。
C=CとC-Cを比較すれば前者の方が強い結合であることは確かです。
ただし、前者が後者になる過程でH2の付加が起こりますが、それは発熱反応です。これはどういうことかと言えば、「アルケン＋H2』のもつ結合エネルギーの総計よりも「アルカンのもつ結合エネルギーの総計」の方が大きいということです。
なので、アルケンの結合エネルギーの総計よりもアルカンの結合エネルギーの総計の方が大きいということです。その理由はC=Cの結合エネルギーよりも、そこにH2が付加して生じるC-C結合と、同時に生じる２本のC-H結合のエネルギーの合計の方が大きいことに起因します。
まあ、これは分子全体の話であり、ここの結合の比較ではありませんし、そもそも融点とは無関係な話です。

それと、「分子の形状の違いによる分子間力の差で説明される」ということに関しては、ご自身で示されたプリントに書かれています。「接触しにくく」というのがそれに相当します。cis二重結合が多くなる全体的に丸っこくなります。まるっこい物がたくさんあるのと細長い物がたくさんあるのを比較すると、それぞれの物同士の接触面が小さくなるのは前者です。これが分子間力が小さいということのおおざっぱな説明です。これで納得してもらわなければこれ以上の説明は難しいです。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。
高校時代の謎がようやく解けました！
結合エネルギーやエネルギー図をかけば一発でした。

また分子の形状の違いによる分子間力の差で説明される。は、私の説明が悪く、最初の理解と相違ありませんでした。
すいません。

回答No.3

htms42

＞現に硬化油では二重結合がきれ飽和になることで融点が下がっています。

これは逆ではないでしょうか。
「硬化油」とは「水素添加によって融点が高くなった（＝固体状になった）油」のことだと思います。「油」から「脂」に移っているのです。

補足

すいません。
書き間違えました。

回答No.1

gohtraw

炭素数が同じであれば、飽和脂肪酸は不飽和脂肪酸よりも融点が高くなります。分子が柔軟な構造なのでより密な分子のパッキングが可能なためではないでしょうか？
　それから、質問中の「二重結合による結合エネルギーの上昇」というのは分子内の隣接した炭素原子間の結合エネルギーのことでしょうか？これは融点とは関係ないと思うのですが・・・。

補足

今まで多重結合をもってるものの方が融点が高いと勘違いしていました。