Sorunun Çözümü
Verilen bileşiklerin kaynama noktalarını sıralamak için öncelikle her bir bileşiğin moleküler formülünü ve dallanma derecesini belirlememiz gerekir.
- I. CH₃—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—CH₃
- Bu bileşik 6 karbonlu düz zincirli bir alkandır. Adı n-heksandır.
- Moleküler formülü: C₆H₁₄
- Dallanma yok.
- II. CH₃—CH₂—CH₂—CH(CH₃)—CH₃
- Bu bileşik, ana zinciri 5 karbonlu ve bir metil grubu dallanması olan bir alkandır. Adı 2-metilpentandır.
- Moleküler formülü: C₆H₁₄
- Bir adet dallanma var.
- III. CH₃—C(CH₃)₂—CH₂—CH₃
- Bu bileşik, ana zinciri 4 karbonlu ve iki metil grubu dallanması olan bir alkandır. Adı 2,2-dimetilbütandır.
- Moleküler formülü: C₆H₁₄
- İki adet dallanma var (en çok dallanmış).
Görüldüğü gibi, üç bileşiğin de moleküler formülü C₆H₁₄'tür. Yani bu bileşikler birbirinin izomeridir.
Kaynama noktası ve dallanma ilişkisi:
- Aynı karbon sayısına sahip alkan izomerlerinde, dallanma arttıkça moleküllerin yüzey alanı küçülür.
- Yüzey alanı küçüldükçe moleküller arası etkileşimler (London kuvvetleri) zayıflar.
- Moleküller arası etkileşimler zayıfladıkça, bu etkileşimleri yenmek için gereken enerji azalır ve dolayısıyla kaynama noktası düşer.
- Bu nedenle, düz zincirli alkanların kaynama noktası, dallanmış izomerlerinden daha yüksektir. Dallanma arttıkça kaynama noktası düşer.
Buna göre, bileşikleri dallanma derecelerine göre sıralarsak:
- I. (n-heksan) en az dallanmış (düz zincir) → En yüksek kaynama noktası
- II. (2-metilpentan) bir dallanma var → Orta kaynama noktası
- III. (2,2-dimetilbütan) en çok dallanmış → En düşük kaynama noktası
Kaynama noktalarının sıralaması şu şekildedir: I > II > III
Cevap A seçeneğidir.