शाखित एल्केन के अपेक्षाकृत कम क्वथनांक का/के क्या कारण है/हैं?

संकल्पना:

क्वथनांक और अंतराअणुक बल

• किसी पदार्थ का क्वथनांक उसके अणुओं के बीच अंतराअणुक बलों की शक्ति और प्रकार से प्रभावित होता है।
• अंतराअणुक बलों के प्राथमिक प्रकार हैं:
  • आयनिक बंध: विपरीत आवेशित आयनों के बीच प्रबल स्थिरवैद्युत अंतःक्रियाएँ।
  • हाइड्रोजन बंध: O, N, या F जैसे उच्च विद्युतऋणात्मक परमाणुओं से जुड़े हाइड्रोजन को शामिल करते हुए प्रबल द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएँ।
  • वान्डर वाल बल: अध्रुवीय अणुओं में अस्थायी द्विध्रुवों के कारण कमजोर अंतःक्रियाएँ, जो एल्केन में प्रमुख बल हैं।
• शाखित एल्केन में अंतःक्रियाओं के लिए कम सतह क्षेत्र के कारण उनके सीधे-श्रृंखला वाले समकक्षों की तुलना में कमजोर वान्डर वाल बल होते हैं।

व्याख्या:

• शाखित एल्केन का क्वथनांक अपेक्षाकृत कम निम्नलिखित कारणों से होता है:
  • शाखित एल्केन में अधिक संहत आणविक संरचना होती है, जिससे वान्डर वाल आकर्षण के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र कम हो जाता है।
  • चूँकि वान्डर वाल बल सतह क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होते हैं, इसलिए शाखित एल्केन में कम सतह क्षेत्र के परिणामस्वरूप दुर्बल अंतराअणुक बल होते हैं।
  • कमजोर अंतराअणुक बलों को दूर करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे क्वथनांक कम होता है।
  • (वान्डर वाल आकर्षण): यह एल्केन में कार्य करने वाला प्राथमिक अंतराअणुक बल है, और सतह क्षेत्र में कमी के कारण शाखित एल्केन में इसकी शक्ति कम हो जाती है।
• गलत विकल्प:
  • विकल्प 1 (आयनिक बंध): एल्केन अध्रुवीय अणु होते हैं और आयनिक बंधन प्रदर्शित नहीं करते हैं।
  • विकल्प 2 (हाइड्रोजन बंध): एल्केन में O, N, या F जैसे उच्च विद्युतऋणात्मक परमाणु नहीं होते हैं, इसलिए वे हाइड्रोजन बंध नहीं बना सकते हैं।
  • विकल्प 4 (आयनिक बंध और हाइड्रोजन बंध): एल्केन के लिए आयनिक और हाइड्रोजन दोनों बंधन अप्रासंगिक हैं।

इसलिए, शाखित एल्केन का अपेक्षाकृत कम क्वथनांक दुर्बल वान्डर वाल बलों के कारण होता है, जिससे विकल्प 3 सही उत्तर बन जाता है।