薬剤師国家試験 令和06年度 第109回 - 必須問題 - 問 6

同圧下で沸点が最も高いのはどれか。１つ選べ。

１　CH3CH2CH2CH3
２　CH3CH2CH2CH2CH3
３　(CH3)2CHCH3
４　(CH3)2CHCH2CH3
５　(CH3)4C

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解答　２

アルカンの沸点はファンデルワールス力が大きくなるに従って高くなる。
・分子量
ファンデルワールス力は一般に分子量が大きいほど大きい。
今回の場合、沸点の大小関係は炭素数５（分子量C5H12=72）の選択肢２、４、５＞炭素数４（分子量C4H10=58）の選択肢１、３となる。
・分子の形
ファンデルワールス力は２つの分子が接触する表面積が大きいほど大きい。
直鎖アルカンと分岐鎖アルカンを比較すると、直鎖アルカンの方が表面積が大きいのでファンデルワールス力が大きくなり、沸点が高くなる。
すなわち炭素数５の選択肢２、４、５のうち沸点が最も高いのは選択肢２となる。

なお、沸点はそれぞれ選択肢１（ブタン）：－0.5℃、選択肢２（ペンタン）：36.1℃、選択肢３（2−メチルプロパン）：－11.7℃、選択肢４（2−メチルブタン）：27.8℃、選択肢５（2,2−ジメチルプロパン）：9.5℃である。

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