왜 헥산은 액체이지만 메탄은 가스입니까?

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메탄은 가스로서 존재하고 헥산은 분자간 힘이 이들 물질의 분자에 다르게 영향을 미치기 때문에 실온에서 액체 형태로 존재합니다.

메탄 가스 (Image by Flickr.com, Conan의 호의)

물질의 분자들이 서로 가깝게있을 때, 그것은 고체로서 존재한다; 그들이 단지 함께있을 때, 그 물질은 액체 형태이다; 그리고 그것들이 거의 끌리지 않을 때, 물질은 가스 상태로 빠져 든다. 분자 간 힘은 분자들이 끌어 당기는 방식에 영향을 미친다.

서로 다른 유형의 힘이 서로 다른 화합물에 영향을줍니다. 반 데르 발스 힘 (Van der Waals forces)이라 불리는 일반적인 분자간 힘에는 수소 결합, 쌍극자 - 쌍극자 및 런던의 분산력 또는 유도 쌍극자가 포함됩니다.

비극성 인 메탄과 헥산과 같은 탄화수소는 런던의 산란력만을 나타냅니다. 이는 분자에 일시적인 극을 생성시켜 이들을 끌어 당기는 효과입니다.

큰 사슬 알칸은 더 넓은 표면적을 가지기 때문에 런던의 산란력은 더 강하게 영향을 미치고 더 안정적으로 결합됩니다. 이 조건은보다 큰 알칸의 비점이 더 작은 알칸의 비등점보다 높게 만든다. 메탄과 헥산은 이러한 경향을 잘 보여줍니다.

엘머 허스트 대학 (Elmhurst College)에 의해 기술 된 바와 같이, 메탄은 164 ℃에서 비등하고, 헥산은 69 ℃에서 비등한다. 이것은 지구 표면에 존재하는 정상 온도에서 메탄을 가스 및 헥산으로 만든다.