Ідентифікація кластерної будови вуглеводнів за температурами плавлення

Abstract

Проаналізовано наявність коливальних змін властивостей речовини у гомологічних рядах вуглеводнів, зокрема для температури плавлення. Наведено методику прогнозування масової швидкості вигоряння спиртів та алканів нормальної будови на підставі значень температур плавлення для врахування осциляційності. Доведено, що тенденція до зростання температур плавлення в залежності від кількості атомів карбону у молекулі для обраних гомологічних рядів вуглеводнів (алкани, алкени, алкіни, циклоалкани нормальної будови) має певну осциляційність за принципом «парних-непарних» молекул або ступінчастість з різним відхиленням від лінійності. Показано, що подібність вказаної залежності між гомологічними рядами виникає, якщо алкени та алкіни розгля-дати, як більш короткі молекули, ніж відповідні алкани, а циклоалкани – як більш довгі. Прийнято у якості робочої гіпотези, що це пояснюється наявністю найменшої структурної одиниці речовини у вигляді кластерів з певним координаційним числом. Осциляційність властивостей речовини пояснено тим, що кластерізація може відбуватись як по місцю кінцевого карбону у молекулі, так і за іншими карбонами у ланцюзі молекули, причому цей факт залежить від «парності-непарності». На підставі відомих значень температур плавлення у гомологічних рядах запропоновано можливу будову кластерів. Показано, що отримані значення еквівалентних довжин для означених кластерів корелюють з відповідними температурами плавлення. Вказану кореляцію описано по-ліномом третього ступеня, що дає коефіцієнт апроксимації 0,995 та середнє відхилення 7,1 К. Розроблено апроксимаційну формулу для розрахунку температури плавлення вказаних класів вуглеводнів на підставі значень еквівалентної молекулярної маси та довжини кластеру. Даний розрахунок характеризується коефіцієнтом апроксимації 0,997 та середнім відхиленням 4,2 К. Акцентовано увагу на можливості покращення збіжності розрахунку з властивостями речовини за умови уточнення будови кластерів.