Физические свойства спиртов

Низшие и средние члены ряда предельных одноатомных спиртов С_{—С_и — жидкости, высшие (начиная с С_и) — твердые вещества.

Плотности спиртов меньше единицы. Первые три члена ряда имеют характерный запах и жгучий вкус, смешиваются с водой во всех отношениях. Высшие спирты, так же, как и углеводороды, практически нерастворимы в воде.

Температура кипения спиртов и воды заметно выше, чем у других аналогично построенных соединений:

Ассоциация спиртов, водородная связь

Молекулы спиртов в твердом и жидком состояниях так же, как и молекулы воды ассоциированы за счет водородных связей, что приводит к увеличению молекулярной массы и понижению летучести вещества (повышению его температуры кипения).

Водородная связь — особый вид связи, возникающей за счет электростатического взаимодействия атома водорода и электроотрицательных атомов (О, N, F и др.), обладающих неподеленными электронными парами (см. также 2.3.4):

Водородная связь имеет энергию 4−5 ккал/моль (против 90−100 ккал/моль у ковалентной связи) и обозначается точками. Длина водородной связи — около 1,7А (против 1 А у ковалентной связи О—Н). Среднее расстояние между молекулами неассоциированных веществ — около 3,4А. В неполярных молекулах и углеводородных радикалах атомы водорода не образуют водородную связь. Замена атома водорода в спиртах на углеводородный радикал (в простых эфирах) делает невозможным образование водородной связи, поэтому простые эфиры кипят заметно ниже соответствующих спиртов.

Для образования водородной связи, кроме электроотрицательности имеет значение и размер атома. Так, например, электроотрицательности хлора и азота близки (~ 3). Но малый размер атома азота позволяет ему подойти ближе к ядру водорода по сравнению с атомом хлора, атомный радиус которого больше, чем у азота. Поэтому хлор проявляет меньшую склонность к образованию водородной связи, чем азот.

При растворении спиртов в воде у них возникают новые водородные связи с молекулами воды.

Чем меньше разветвлена углеродная цепь, тем легче осуществляется ассоциация, поэтому спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем вторичные и третичные. Водородная связь может возникать и внутри одной молекулы, как, например, в о-питрофеноле: