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A"rac&ve Forces: Boiling and Mel&ng Points and Bicyclic System

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A"rac&ve  Forces:  Boiling  and  Mel&ng  Points  and  Bicyclic  System  

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Boiling  Points  

The  greater  the  a"rac&ve  forces  between  molecules,  the  higher  the  boiling  point.  

A"rac&ve  forces  

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Boiling  Points  

• Methane        167.7  °C  •  Ethane              –88.6  °C  •  Propane          –42.1  °C  •  Butane                  –0.5  °C  •  Pentane            36.1  °C  •  Hexane              68.7  °C  •  Heptane            98.4  °C  • Octane            125.7  °C  

induced  dipole-­‐induced  dipole    interac&ons  

van  der  Waals  forces  

The  greater  the  surface  area  of  the  molecule,    

the  higher  the  boiling  point.  

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Branching  Lowers  the  Boiling  Point  

“cigar”   “tennis  ball”  

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Dipole–Dipole  Interac&ons  

Van  der  Waals   Van  der  Waals  dipole–dipole  

         Dipole–dipole  interac&ons  are  stronger  than  van  der  Waals  forces.  

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Compara&ve  Boiling  Points  

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Compara&ve  Boiling  Points  

The  larger  the  halogen,  the  more  polarizable  it  is.  

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Hydrogen  Bonds  in  H2O  and  NH3  

CH4      –167.7  °C   H2O    100  °C  no  hydrogen  bonds   hydrogen  bonds  

Hydrogen  bonds  are  stronger  than  other  dipole–dipole  interac&ons.  

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Hydrogen  Bonds  in  Water  

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Hydrogen  Bonds  in  Amines  

Hydrogen  bonds  are  stronger  in  primary  amines  than  in  secondary  amines    because  primary  amines  have  stronger  dipole–dipole  interac&ons.  

Ter&ary  amines  cannot  form  hydrogen  bonds  with  each  other.  

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Hydrogen  Bonds  in  Proteins  

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Compounds  with  Similar  Shapes  and  Proper&es            O]en  Have  Similar  Physiological  Ac&vi&es  

Drugs  bind  to  their  receptors  by  van  der  Waals  interac&ons,    dipole-­‐dipole  interac&ons,  and  hydrogen  bonding.  

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Mel&ng  Points  

alkanes  with  an  odd  number  of  carbons  pack  less  &ghtly.  The  mp  is  influenced  by  the  packing  of  the  molecules  in  the  crystal  la`ce  

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Solubility  

like  dissolves  like  

Polar  compounds  dissolve  in  polar  solvents  (H2O).  

Nonpolar  compounds  dissolve  in  nonpolar  solvents  (hexane).  

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Solva&on  

Solva&on  is  the  interac&on  between  solute  molecules  and  solvent  molecules.  

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An  Oxygen  Can  Drag    Three  Carbons  Into  Water  

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“Like  Dissolves  Like”  is  Important  in  Drug  Ac&on  

Crossing  the  blood–brain  barrier  requires  a  fat-­‐soluble  drug.  

THC  and  barbiturates  have  a  hydrocarbon  tail  to  facilitate  crossing  the  barrier.  

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Solubili&es  of  Alkyl  Halides  

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•  Boiling  points  and  mel&ng  points  increase  as  size  of  alkane  increases  •  Dispersion  forces  increase  as  molecule  size  increases,  resul&ng  in  higher  

mel&ng  and  boiling  points  

Physical  Proper&es  of  Alkanes  

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Decalin  

Cis-­‐decalin  has  a  ring  fusion  where  the  second  ring  is  a"ached  by  two  cis  bonds.  Trans-­‐decalin  is  fused  using  two  trans  bonds.  Trans-­‐decalin  is  more  stable  because  the  alkyl  groups  are  equatorial.  

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Bicyclic  Systems  

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Nomenclature  of  Bicyclic  Systems  

Bicyclo  [#.#.#]alkane  

Where  #  are  the  number  of  carbons  on  the  bridges  (in  decreasing  order)  and  the  alkane  name  includes  all  the  

carbons  in  the  compound.