Khối lượng mol (g/mol) của nước, ammonia và methane lần lượt bằng 18, 17 và 16. Nước sôi ở 100 °C, còn ammonia sôi ở -33,35 °C và methane sôi ở -161,58 °C. Giải thích vì sao các chất trên có khối lượng...

Các chất khác nhau có thể có khối lượng mol xấp xỉ nhau nhưng nhiệt độ sôi khác nhau do hai yếu tố chính: cấu trúc phân tử và loại liên kết giữa các phân tử.

1. Cấu trúc phân tử: Cấu trúc của một phân tử quyết định cách nó tương tác với các phân tử khác. Ví dụ, nước (H2O) có cấu trúc phân tử gần như góc, với hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Nguyên tử oxy có độ âm điện cao hơn hydro, tạo ra một phân tử có sự phân cực, với một phần "âm" (oxygen) và một phần "dương" (hydrogen).
2. Liên kết giữa các phân tử: Các loại liên kết giữa các phân tử cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi. Nước có liên kết hydro, một loại liên kết phân tử mạnh do sự phân cực của phân tử. Liên kết hydro tạo ra sức hút giữa các phân tử nước, làm tăng nhiệt độ sôi so với những chất khác có khối lượng mol tương tự nhưng không có liên kết hydro.

Trong trường hợp cụ thể của nước (H2O), ammonia (NH3), và methane (CH4):

• Nước có liên kết hydro mạnh giữa các phân tử, nên có nhiệt độ sôi cao (100 °C).
• Ammonia cũng có liên kết hydro, nhưng không mạnh bằng nước, nên nhiệt độ sôi thấp hơn (−33,35 °C).
• Methane không có liên kết hydro và phân tử methane không phân cực, nên nhiệt độ sôi thấp nhất trong ba chất (-161,58 °C).