溶解性与沸点

一、相似相溶原理

1．极性溶剂（如水）易溶解极性物质（离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；

2．非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（大多数有机物、Br2、I2等）；

3．含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（—OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。

二、有机物的溶解性与官能团的溶解性

1．官能团的溶解性：

（1）易溶于水的官能团（即亲水基团）有—OH、—CHO、—COOH、—NH2。

（2）难溶于水的官能团（即憎水基团）有：所有的烃基(—CnH2n+1、—CH=CH2、—C6H5等)、卤原子（—X）、硝基（—NO2）等。

2．分子中亲水基团与憎水基团的比例影响物质的溶解性：

（1）当官能团的个数相同时，随着烃基（憎水基团）碳原子数目的增大，溶解性逐渐降低；

例如，溶解性：CH3OH>C2H5OH>C3H7OH>……，一般地，碳原子个数大于5的醇难溶于水。

（2）当烃基中碳原子数相同时，亲水基团的个数越多，物质的溶解性越大；

例如，溶解性：CH3CH2CH2OH

（3）当亲水基团与憎水基团对溶解性的影响大致相同时，物质微溶于水；

例如，常见的微溶于水的物质有：苯酚C6H5—OH、苯胺

C6H5—NH2、苯甲酸C6H5—COOH、正戊醇

CH3CH2CH2CH2CH2—OH（上述物质的结构简式中“—”左边的为憎水基团，右边的为亲水基团）；乙酸乙酯CH3COOCH2CH3（其中—CH3和—CH2CH3为憎水基团，—COO—为亲水基团）。

（4）由两种憎水基团组成的物质，一定难溶于水。

例如，卤代烃R-X、硝基化合物R-NO2 ，由于其中的烃基R—、卤原子—X和硝基—NO2均为憎水基团，故均难溶于水。

三、液态有机物的密度

1.难溶于水，且密度小于水的有机物

例如，液态烃（乙烷、乙烯、苯、苯的同系物……），液态酯（乙酸乙酯、硬脂酸甘油酯……），一氯卤代烷烃（1-氯乙烷……），石油产品（汽油、煤油、油脂……）

注：汽油产品分为直馏汽油和裂化汽油（含不饱和烃）。

2.难溶于水，且密度大于水的有机物

例如：四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳

怎样理解有机物沸点变化的规律

有机物的沸点高低变化是有规律可循的。液体沸点的高低决定于分子间引力的大小，分子间引力越大，使之沸腾就必须提供更多的能量，因此沸点就越高。分子间的引力称范德华力，它包括取向力、诱导力和色散力。除此之外还有一种力叫氢键，它的存在也对有机物的沸点有重要影响。

分子间引力的大小取决于分子结构，所以归根到底，有机物沸点的高低取决于分子本身的结构，其变化规律可以归纳为以下几个方面。

1．结构相似看分子量

对结构相似的有机物，其沸点高低主要由他子量的大小来决定。因为分子量越大，分子间的范德华力越大，沸点就越高。例如正烷烃系列：

名称分子式状态沸点（℃）

甲烷 CH4 气—164

乙烷 C2H6 气—88.6

丙烷 C3H8 气—42.1

丁烷 C4H10 气—0.5

戊烷 C5H12 液 36.1

庚烷 C7H16 液 68.9

辛烷 C8H18 液 125.7

正烷烃是非极性分子，分子间主要存在色散力。正烷烃分子的分子量越大即含碳原子数越多，原子个数也就越多，色散力当然也就越大。因此，正烷烃的沸点随着碳原子数的增多而升高。

2．同类同分异构体看支链

在有机物的同分异构体中，分子中所含的支链越多，其沸点越低。如戊烷的三种同分异构体的沸点如下：

名称正戊烷异戊烷新戊烷

结构 CH3CH2CH2CH2CH3 （CH3）2CHCH2CH3 （CH3）4C

沸点 36.1 27.9 9.5

（℃）

分子中支链的增多，使分子间相互靠近受到阻碍，分子间接近程度或者说分子间接触面积减小。由于色散力只有近距离内方能有效地产生作用．因此随着分子中支链的增多，分子之间距离增大，必然表现出有机物沸点的降低。

3．分子量相同看分子极性

如果有机物分子是极性分子，由于极性分子具有偶极，而偶极是电性的。因此，极性分子之间除了具有色散力外，还具有偶极之间的静电引力。这样，极性分子之间的分子间力比非极性分子要大得多，所以使沸点升高。例如分子量相同的丁烷和丙酮：

分子量结构沸点（℃）

丙酮 5856.2

丁烷 58 CH3CH2CH2CH3 —0.5

丙酮分子中含有羰基，由于碳氧电负性不同，碳原子上带有部分正电荷，氧原子上带有部分负电荷。当这样的极性分子相互接近时，势必产生较大的分子间力，从而表现出沸点值较大程度地升高。

4．不要忘记看氢键

如果有机物分子间能形成氢键，在液态时，分子间就能通过氢键结合形成较大的缔合体。这样的液体沸腾气化时，不仅要破坏分子间的范德华力，而且还必须消耗较多的能量破坏分子间的氢键，因此，含有氢键的有机物较之分子量相近的其它有机物，应具有反常的高沸点。例如甲醇和乙烷：

分子量结构沸点（℃）

甲醇 32 CH3OH 64.9

乙烷 30 CH3—CH3 —88.6

醇的沸点反常高就是由于其分子间有较强的氢键而发生缔合。除了醇之外，酚、羧酸和胺等也含有氢键，其沸点也相应较高。