II.1. Nhiệt độ núng chảy và nhiệt độ sụi:
Phụ thuộc vào :
+ Khối lượng phõn tử của chất.
+ Cấu trỳc tinh thể, cỏc tương tỏc liờn phõn tử (lực liờn kết hiđro, lực hỳt Vander Walls, sự phõn cực của phõn tử…).
Cụ thể như sau:
a. Cỏc chất cú liờn kết hiđro liờn phõn tử thường cú t0 núng chảy và t0 sụi cao hơn do phải thờm năng lượng để phỏ vỡ cỏc liờn kết hiđro. Liờn kết hiđro càng bền thỡ t0 sụi và núng chảy càng cao.
Liờn kết hiđro của cỏc nhúm chức độ bền giảm dần: -COOH> -OH > - NH2. Vớ dụ:
Chất HCOOH C2H5OH C2H5NH2 CH3-O-CH3 C2H5F C3H8
KLPT 46 46 45 46 48 44
t0 sụi (t0C) +105,5 +78,3 +16,6 -24 -38 -42
b. Số nhúm chức càng tăng thỡ liờn kết hiđro càng bền, càng đa phương, đa chiều. Vớ dụ:
Chất CH3CH2CH2OH CH2OH-CH2OH
KLPT 60 62
t0 sụi (t0C) 97,2 197,2
c. Cỏc chất khụng cú liờn kết hiđro thỡ dựa vào khối lượng phõn tử: KLPT càng lớn thỡ t0 sụi và núng chảy càng cao.
d. Khi KLPT xấp xỉ nhau thỡ dựa vào độ phõn cực phõn tử và một số đặc điểm cấu trỳc sau đõy:
* Đồng phõn nào cú độ phõn nhỏnh càng cao thỡ nhiệt độ sụi (Đs) càng thấp (vỡ làm tăng tớnh đối xứng cầu và giảm sự tiếp xỳc giữa cỏc phõn tử)
Vớ dụ: t0s(0C) của CH3CH2CH2CH2CH3 = 36 ; của CH3CH2CH(CH3)2=28 ; của CH3C(CH3)3= 9
* t0nc và t0s của xicloankan cao hơn ankan (cú cựng số nguyờn tử cacbon)
Chất n - C5H12 xiclo – C5H12 n – C6H14 xiclo – C6H14
t0 sụi 36 50 69 81
t0 núng chảy -130 -94 -95 7
* Cỏc anken – 1 (nối đụi ở đầu mạch) cú điểm sụi thấp hơn ankan, nhưng khi dịch chuyển nối đụi vào trong mạch thỡ điểm sụi tăng lờn.
Vớ dụ:
Chất Propan Propen Butan Buten–1 cis–
Buten–2
Penten–
1 Penten –2
t0 sụi -42 -48 -0,5 -6 4 30 36
* Cỏc đồng phõn trans – cú t0s thấp hơn đồng phõn cis – (vỡ đối xứng hơn nờn độ phõn cực
kộm hơn) nhưng lại cú t0nc cao hơn (vỡ mạng tinh thể chặt khớt hơn)
Vớ dụ: trans – Buten – 2 cis – Buten – 2 t0s(0C) 0,9 3,7
t0nc (0C) –106 –139
* Cỏc dẫn xuất halogen RHal cú t0s và t0nc tăng từ RF < RCl < RBr < RI (do sự tăng KLPT và độ phõn cực húa của liờn kết R – Hal )
Vớ dụ: CH3F CH3Cl CH3Br CH3I t0s(0C) –79 –24 –5 + 42
* Hiệu ứng – I của nhúm chức Y trong RY càng mạnh thỡ t0sụi của RY càng cao (do sự phõn cực càng lớn) .
Vớ dụ: C4H9Cl (92,5) C4H9CHO (86) C3H7NO2 (89). t0s(0C) 78 103 131
* Hợp chất cú vũng benzen sụi và núng chảy ở nhiệt độ cao hơn ankan (cựng số cacbon) Vớ dụ: : Benzen n – Hexan
t0s(0C) / t0nc (0C) 80 / 5,5 69 / – 95
* Dẫn xuất của Benzen cú t0sụi tăng dần (do KLPT tăng và độ phõn cực hoỏ tăng), đồng thời t0nc giảm dần (do tớnh đối xứng phõn tử giảm đi)
Vớ dụ: C6H6 C6H5–CH3 C6H5–C2H5 C6H5–Cl C6H5–OCH3 t0s(0C) 80 110 136 132 154
Vớ dụ: p–Xilen C6H4(CH3)2 cú t0nc(+130C) cao hơn cỏc đồng phõn ortho (–250C) và meta(– 480C)
do tớnh đối xứng phõn tử của đồng phõn para– > ortho– > meta– . * Những dẫn xuất ortho– 2 lần thế cú khả năng tạo liờn kết hidro nội phõn tử cú t0 sụi và t0 núng chảy thấp hơn đồng phõn para– một cỏch rừ rệt.
Vớ dụ: t0nc của o– C6H4(NO2)OH = 440C và của p– C6H4(NO2)OH = 1140C
II.2. Tớnh hoà tan :
a) Chất hữu cơ phõn cực mạnh dễ tan trong dung mụi phõn cực(nước, rượu etylic…), cũn
chất hữu cơ kộm phõn cực dễ tan trong dung mụi khụng phõn cực (hexan, benzen, dầu hoả…) Vớ dụ : Hidrocacbon cú lực tương tỏc phõn tử yếu nờn khụng tan trong nước mà dễ tan trong cỏc dung mụi khụng phõn cực.(ngay cả trong dung mụi phõn cực hidrocacbon cũng dễ tan trong rượu hơn trong nước, vỡ rượu cú gốc R cú tớnh kỵ nước nờn cú bản chất gần
hidrocacbon).
- Đa số cỏc chất dễ núng chảy, dễ bay hơi thường dễ tan trong nhiều loại dung mụi hơn. - Khi phõn tử cú đồng thời nhúm chức axit và nhúm chức bazơ dễ tạo ra muối nội phõn tử thỡ rất dễ tan trong nước, nhưng kộm tan trong dung mụi khụng phõn cực.
b) Gốc R trong chất hữu cơ càng lớn thỡ tớnh kỵ nước càng tăng và tớnh tan trong nước càng giảm, mà tớnh tan trong dung mụi khụng phõn cực tăng lờn.
Vớ dụ: độ tan trong nước (số gam rượu / 100gam nước) của : C2H5OH = ∞ ; n – C4H9OH = 7,4 ; n – C5H11OH = 3,0 ; n – C6H13OH = 0,6 ; n – C20H41OH = 0,0
c) Chất hữu cơ cú liờn kết hidro với nước dễ tan trong nước, liờn kết hidro với nước càng mạnh thỡ tớnh tan càng tăng.
Vớ dụ: Tớnh tan trong nước của CH3COOH > C3H7OH > C2H5CHO
- Cỏc dẫn xuất R-Br, R-Cl… mặc dự cú độ phõn cực phõn tử lớn nhưng khụng cú liờn kết hidro với nước nờn khụng tan trong nước mà tan được trong hidrocacbon lỏng.
d) Sự cú mặt đồng thời nhiều nhúm chức trong phõn tử cú khả năng tạo liờn kết hidro liờn phõn tử làm tăng mạnh tớnh tan trong nước. Vớ dụ: glyxerin, glucozơ, xaccarozơ… rất dễ tan trong nước; cũn tinh bột, protein… là những polime nhưng vẫn cú thể tạo được dung keo với nước, mặc dự KLPT lớn.
Tuy nhiờn, nếu trong phõn tử cú 2 nhúm chức cú thể tạo liờn kết hidro nội phõn tử thỡ tớnh tan trong nước giảm đi và độ tan trong dung mụi khụng phõn cực tăng lờn
Vớ dụ: o–nitrophenol cú độ tan trong nước kộm p–nitrophenol khoảng 5 lần nhưngđộ tan trong benzen lại lớn hơn khoảng 128 lần.