Cuál es la razón principal por la cual el punto de ebullición del metanol es superior al del metano

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El metanol es el más pequeño y más simple de los compuestos orgánicos llamados alcoholes. La única diferencia entre su fórmula química y la fórmula para el metano es la presencia de un átomo de oxígeno adicional, el metano es CH4 mientras que el metanol es CH4O. Aunque parezca menor, este cambio resulta en una molécula con propiedades enteramente diferentes. El punto de ebullición es la diferencia más obvia. A temperatura ambiente, el metano es un gas mientras que el metanol es un líquido incoloro.

Estructura del metanol

El átomo de carbono en el metanol está unido a tres átomos de hidrógeno y uno de oxígeno; el átomo de oxígeno está a su vez unido a un cuarto átomo de hidrógeno. El átomo de carbono y sus tres hidrógenos forman una pirámide con el carbono en su vértice; el átomo de oxígeno y su hidrógeno adjunto se colocan como un asta y una bandera que sobresale desde la parte superior de la pirámide. También puedes imaginar al metanol como un tetraedro con el átomo de carbono en el centro, tres de los átomos de hidrógeno y el átomo de oxígeno en las esquinas y otro de hidrógeno unido al átomo de oxígeno.

Electronegatividad

Los electrones en los enlaces entre los diferentes elementos a menudo se comparten desigualmente. Puedes tener una idea de la forma en que se distribuirán mediante la comparación de la electronegatividad de los dos elementos, lo cual es una medida relativa de su capacidad para atraer y retener electrones. A medida que te diriges hacia la cabeza y a la derecha en la tabla periódica hacia el flúor, los elementos son cada vez más electronegativos. El oxígeno es mucho más electronegativo que el carbono o hidrógeno, por lo que es más que un acaparador de electrones y tiende a mantener a los electrones compartidos más cercas de sí mismo.

Polaridad

El metano es completamente simétrico. El átomo de carbono forma el centro de un tetraedro con un átomo de hidrógeno en cada una de las cuatro esquinas. El carbono y el hidrógeno tienen electronegatividades muy similares, por lo que tienden a compartir electrones casi por igual. Esto hace que el metano sea un compuesto no polar, un compuesto sin separación de cargas. El metanol, por el contrario, es altamente polar. El hidrógeno unido al átomo de oxígeno es pobre en electrones y por lo tanto cargado positivamente mientras que el oxígeno es rico en electrones y por lo tanto un poco cargado negativamente.

Enlace de hidrógeno

Esta disparidad crea vínculos llamados enlaces de hidrógeno entre las moléculas del metanol. El átomo de hidrógeno en una molécula de metanol puede interactuar con el átomo de oxígeno en otra. Estas interacciones son ni mucho menos tan fuertes como los lazos dentro del metanol, pero ayudan a mantener las diferentes moléculas juntas. Se requiere energía para romper los enlaces de hidrógeno, por lo que necesitas mucho más calor para hervir el metanol en comparación a hervir el metano. El metano, por el contrario, es no polar y no tiene enlaces de hidrógeno, por lo que las fuerzas de atracción entre las moléculas de metano son mucho más débiles y hierve a una temperatura inferior.