醇、醚、環氧化合物與硫醇
醇的氫鍵(alcohol hydrogen bonding)
為什麼乙醇(沸點 78 ℃)比丙烷(沸點 -42 ℃)的沸點高那麼多,儘管兩者都是大小相近的小分子?答案在於 -OH 基團以及它形成氫鍵的能力。醇分子之間這種額外的「黏性」力,是醇之所以呈現出那種外觀和行為的最大原因。
氫鍵是一種吸引力,發生在一個分子上 O-H 的氫(因氧搶走了成鍵電子而略帶正電)與相鄰分子氧上的孤對電子之間。想像一群醇分子透過 -OH 互相「牽手」:每個氧都伸出孤對電子,每個 O-H 都去夠鄰居的氧。要把液體煮沸,你必須把這些手掰開,這要花額外的能量,於是沸點遠高於相當的烴或醚。
同樣的氫鍵也解釋了別的性質。小分子醇(甲醇、乙醇、丙醇)能與水以任意比例互溶,因為它們的 -OH 與水形成氫鍵和彼此之間一樣容易。但隨著油膩的碳尾巴變長,水溶性下降——到大約八個碳時,醇的行為就更像油了。所以氫鍵是醇高沸點、與水互溶、乃至 DNA 與蛋白質結構等生物作用背後那股默默使勁的力。
乙醇(46 g/mol)沸點 78 ℃,而二甲醚(同樣的分子式 C2H6O,但沒有 O-H)沸點 -24 ℃。這 100 度的差距完全來自氫鍵。
原子相同,但只有醇的 O-H 能形成氫鍵,所以沸點高出 100 度。
醚和鹵代烷也有極性鍵,但因為沒有 O-H(或 N-H/F-H)那樣的氫,它們只能接受氫鍵、不能給出氫鍵——這正是它們沸點遠低於其同分異構醇的原因。
又稱
另見