Табл. 1.3. Температуры плавления и кипения некоторых веществ молекулярного строения

На температуры плавления и кипения сильное влияние оказывают вандерваальсовы силы межмолекулярного взаимодействия связанные с полярностью мо­лекул. Если два атома связаны друг с другом ковалентной связью в результате обобществления пары электронов и неодинаково сильно притягивают к себе эти электроны, то электронная пара смещается в сто­рону того атома, который притягивает ее сильнее. На этом атоме возникает некоторый избыток отрицательного заряда, записываемый символом d^- (а не знаком минус, который означает полный электронный за­ряд), а на соседнем атоме появляется небольшой положительный заряд d⁺. По­скольку способность притягивать электроны кислорода (электроотрицательность) больше, чем у водорода, атом кислорода в молекуле воды или ме­тилового спирта несет на себе небольшой отрицательный заряд, а атомы водорода — небольшие положительные заряды (рис. 1.4). Такие моле­кулы называются полярными, они ведут себя как крошечные электрические диполи. Отрицательный заряд на атоме кислорода притягивает расположенные поблизости положительные за­ряды, а положительно заряженные атомы водорода притягивают другие отрицательные заряды. Так возникает еще один тип сил притяжения меж­ду молекулами, помимо вандерваальсовых сил притяжения. Из-за наличия дополнительных сил взаимодействия между полярными молекулами метанола (метилового спирта) он плавится и кипит при гораздо более вы­соких температурах, чем метан, который имеет сходные с метанолом раз­меры молекул. При комнатной температуре метанол представляет собой жидкость, а метан — газ.

В воде силы притяжения между атомами водорода и кислорода, принадлежащими различным молекулам, столь велики, что получили название водородных связей (H-связь). H-связи играют чрезвы­чайно важную роль в белках и других гигантских молекулах, из которых построены живые организмы. Если бы не полярность молекул воды и на­личие между ними H-связей, вода плавилась бы и кипела при более низких температурах, чем даже сероводород. При комнатной температуре она находилась бы в газообразном состоянии, а не в виде наиболее распространенной на Земле жидкости.

Рис. 1.4. Связи О-Н в молекулах во­ды и метанола (метилового спирта) полярны, потому что атом кислорода сильнее притягивает электронную па­ру и перемещает к себе ее отрица­тельный заряд; при этом на атоме во­дорода возникает частичный положи­тельный заряд. Полярность связей играет очень важную роль во взаимо­действиях между молекулами.