E6 Malliratkaisut
E1 Atomi, kemian perusyksikkö
Massaluku on protonien ja neutronien yhteenlaskettu lukumäärä, joten se on suurempi kuin järjestysluku, joka on protonien lukumäärä. Kun tiedetään järjestysluku, voidaan selvittää jostakin kemian tietolähteestä kemiallinen merkki. Vastaavasti kemiallisesta merkistä voidaan selvittää järjestysluku.
| järjestysluku | massaluku | isotooppi |
| 9 | 18 | [[$ \ce{^{18}_9 \mathrm{F}}$]] |
| 53 | 123 | [[$\ce{^{123}_{53}\mathrm{I}}$]] |
| 81 | 201 | [[$\ce{^{201}\mathrm{Tl}}$]] |
Protonien lukumäärä saadaan järjestysluvusta. Jos järjestyslukua ei ole annettu, se voidaan selvittää kemiallisen merkin avulla jostakin tietolähteestä. Neutronien lukumäärä saadaan vähentämällä protonien lukumäärä massaluvusta eli neutronien ja protonien yhteismäärästä. Koska atomit ovat kokonaisuutena varauksettomia, elektroneja on yhtä monta kuin protoneja.
(Isotoopit liittyvät radiohiiliajoitukseen, kalium-argonajoitukseen ja uraani-lyijyajoitukseen. Tutkittavien kappaleiden iät ovat radiohiiliajoituksessa usein tuhansien vuosien luokkaa, kalium-argonajoituksessa satojatuhansia vuosia ja uraani-lyijyajoituksessa miljoonista vuosista miljardeihin.)
E1.3
Tarvittavat tiedot alkuaineiden isotoopeista löytyvät nopeasti esimerkiksi englanninkielisen Wikipedian artikkeleista Isotopes of hydrogen, Isotopes of carbon ja Isotopes of nitrogen.
Artikkelien taulukoista selviää, että vedyllä, hiilellä ja typellä on kullakin kaksi vakaata isotooppia. Siten korvaamiseen voi käyttää ainoastaan yhtä isotooppia. Nämä isotoopit ovat vety-2, hiili-13 ja typpi-15.
(Esimerkki isotoopin korvaamisesta on tutkimus, jossa ClXeCN-molekyylin tunnistamiseksi valmistettiin ClXe13CN-molekyyliä käyttämällä lähtöaineena tavallisen ClCN:n asemesta Cl13CN:ää. Isotoopin korvaaminen muuttaa hieman molekyylin spektriä, mikä helpottaa tunnistusta.)
E1.4
Wikipedian artikkelin Isotopes of iodine mukaan jodin ainoa vakaa isotooppi on 127I. Kevyimmäksi isotoopiksi artikkeli ilmoittaa 108I:n ja raskaimmaksi 144I:n.
(Tämä tiedonhaku on maaliskuulta 2013. Kuten missä tahansa tietolähteessä tieto voi olla väärää tai vanhentunutta. Isotoopeissa luotettavampi ja ajantasaisempi lähde on Brookhaven National Laboratoryn tietokanta, johon Wikipedian artikkelikin viittaa. Tietokannan mukaan jodin raskain isotooppi on 145I. Havainnot tästä ja 44 muusta uudesta isotoopista on esitetty vuonna 2010 julkaistussa artikkelissa.)
E1.5
Esimerkiksi hakusanalla ”vedyn isotoopit” selviää, että 2H on nimeltään deuterium ja 3H on tritium.
(Kuten tehtävässä 3 nähdään, näistä isotoopeista deuterium on vakaa ja tritium on radioaktiivinen. Myös 1H-isotoopilla on oma nimi: protium. Tämä nimitys ei kuitenkaan kuulu aivan joka kemistin sanavarastoon, toisin kuin deuterium ja tritium.)
E2 Atomeista molekyyleiksi
Litiumatomissa on kolme elektronia, eli se voi luovuttaa yhden, kaksi tai kolme elektronia. Mahdolliset kationit ovat Li+, Li2+ ja Li3+.
(Ioneista ehdottomasti yleisin on Li+, sillä ensimmäinen, ulkokuorella sijaitseva elektroni irtoaa huomattavasti helpommin kuin seuraavat kaksi sisäkuoren elektronia.)
E2.2
Atomi on varaukseton eli Cl, elektroni on e−, kationi eli positiivinen ioni on CH3+ ja anioni eli negatiivinen ioni on Cl−.
Ensimmäisen reaktion lähtöaineista elektronilla on negatiivinen alkeisvaraus ja tuotteella eli Cl−-ionilla on samoin negatiivinen alkeisvaraus. Toisessa reaktiossa lähtöaineella ei ole sähkövarausta. Tuotteista CH3+-ionilla on positiivinen alkeisvaraus ja Cl−-ionilla on negatiivinen alkeisvaraus. Yhteen laskettuna tuotteiden varaus on siten nolla. Kokonaisvaraus ei siis muutu kummassakaan reaktiossa.
(Sähkövaraus säilyy aina. Kemiallisissa reaktioissa myös kutakin alkuainetta tulee olla reaktioyhtälön molemmilla puolella yhtä paljon; ydinreaktioissa alkuaineet voivat muuttua toisiksi.)
E2.3
Alumiinin järjestysluku on 13, eli alumiiniatomissa on 13 elektronia. Al3+-ionissa elektroneja on kolme elektronia vähemmän eli 10. Hapen järjestysluku on 8, eli happiatomissa on 8 elektronia. O2−-ionissa elektroneja on kaksi enemmän, yhteensä 10.
Kromin, raudan ja titaanin järjestysluvut ovat 24, 26 ja 22, joten Cr3+-, Fe2+- ja Ti4+-ioneissa on 21, 24 ja 18 elektronia.
(Lisätietoa Lapin rubiinien ja safiirien tunnistamisesta saa Kari A. Kinnusen Geologian tutkimuskeskukselle tekemästä tutkimusraportista.)
E2.4
a) Vetyatomilla on vain yksi elektroni, joten H+-ionilla ei ole yhtään elektronia.
b) Hapen järjestysluku on 8, joten happiatomilla on 8 elektronia. Kun mukaan lasketaan vetyatomin elektroni ja miinusmerkin ilmoittama ylimääräinen elektroni, OH−-ionin elektronien määräksi saadaan 10.
c) Vedyn, rikin ja hapen järjestysluvut ovat 1, 16 ja 8. Neljä happiatomia sisältävässä negatiivisessa HSO4−-ionissa on siten 1 + 16 + 4 · 8 + 1 = 50 elektronia.
d) Koska SO42−-ionin suhteellinen varaus on −2, ionissa on 16 + 4 · 8 + 2 = 50 elektronia.
(Rikkihappo, H2SO4, on vahva happo, eli sen vesiliuoksessa ei ole juurikaan H2SO4-molekyylejä vaan rikkihappo on lähinnä HSO4−-ioneina ja jossain määrin myös SO42−-ioneina.)
E2.5
Jos tehtävän aineet eivät ole tuttuja, niistä voi etsiä tietoa esimerkiksi netistä.
a) Etikkahappo muodostuu CH3COOH-molekyyleistä, eli se on useista alkuaineista koostuva yhdiste.
b) Palladium on metallinen alkuaine. Metallit eivät ole yhdisteitä, koska ne eivät muodostu molekyyleistä tai ioneista.
c) Natriumkloridi on Na+- ja Cl−-ioneista koostuva yhdiste.
d) Otsoni koostuu O3-molekyyleistä, eli se on yhdiste. Toisaalta otsonissa on vain happea, joten se on happialkuaineen yksi esiintymismuoto.
e) Messinki on kuparin ja sinkin seos, eli se ei ole alkuaine. Kupari ja sinkki eivät muodosta messingissä molekyylejä, joten messinki ei ole myöskään yhdiste.
(Tässä kirjassa yhdisteeksi määritellään aine, jossa toistuu samanlainen molekyyli- tai ionirakenne. Yhdiste voidaan määritellä myös kahdesta tai useammasta alkuaineesta koostuvaksi puhtaaksi aineeksi. Tämän määritelmän mukaan otsoni ei ole yhdiste. Tällöin otsonille ei oikein jää sopivaa sanaa, sillä otsonia ei yleensä sanota alkuaineeksi vaan ennemmin hapen allotroopiksi eli esiintymismuodoksi.)
E3 Orgaanisten molekyylien sidokset
a) Vetyatomi sitoutuu yhdellä sidoksella, joten vedyt eivät voi sitoutua keskenään, ellei kyseessä ole vetymolekyyli H2. Koska hiiliatomi muodostaa neljä sidosta, sidosten määrä C2H6:ssä tulee täyteen, kun vetyatomit sitoutuvat hiiliatomeihin ja hiiliatomit sitoutuvat keskenään yksinkertaisella sidoksella.
b) Vetyatomit sitoutuvat hiiliatomeihin ja hiiliatomit sitoutuvat lisäksi keskenään. Jotta hiiliatomeille tulisi kummallekin neljä sidosta, hiiliatomien välisen sidoksen tulee olla kolmoissidos.
c) Typpiatomi muodostaa kolme sidosta, joten sidosten määrä tulee täyteen, kun vetyatomit sitoutuvat hiili- ja typpiatomeihin ja nämä sitoutuvat keskenään yksinkertaisella sidoksella.
d) Happiatomit muodostavat kaksi sidosta, joten vetyatomit sitoutuvat happiatomeihin ja happiatomit sitoutuvat lisäksi keskenään yksinkertaisella sidoksella.
Tehtävän aineet ovat etaani, etyyni, metyyliamiini ja vetyperoksidi.
(Viimeisessä rakenteessa oleva kahden happiatomin välinen sidos on kahden hiiliatomin välistä sidosta heikompi. Happiatomit eivät voikaan muodostaa hiiliatomien tavoin pitkiä ketjuja, ja H2O2 eli vetyperoksidi hajoaa helposti vedeksi ja hapeksi.)
E3.2
Mahdollisia rakenteita kannattaa selvittää kynällä ja paperilla. Rakenteita piirtäessä tulee pitää mielessä paitsi se, kuinka monta sidosta eri alkuaineet muodostavat, myös se, että rakenteessa voi olla kaksois- ja kolmoissidoksia sekä renkaita.
Lopuksi on syytä varmistaa, että piirrettyjen rakenteiden joukossa ei ole kaksoiskappaleita eli kaavoja, jotka kuvaavat samaa molekyyliä. Hyvin yksinkertainen esimerkki samaa molekyyliä tarkoittavista erinäköisistä kaavoista ovat H–C≡N ja N≡C–H.
Aineiden nimet: a) etanoli ja dimetyylieetteri; b) ensimmäisellä rivillä 1-buteeni ja 2-buteeni (cis- ja trans-muodot), toisella rivillä 2-metyylipropeeni, syklobutaani ja metyylisyklopropaani; c) trimetyyliamiini, etyylimetyyliamiini, n-propyyliamiini ja isopropyyliamiini; d) asetaldehydi, etenoli ja eteenioksidi.
(Eri molekyylejä, joilla on sama molekyylikaava eli sama määrä kutakin alkuainetta, kutsutaan toistensa isomeereiksi. C4H8-molekyylin kaksi kaksoissidoksellista rakennetta eivät ole kaksoiskappaleita, sillä kaksoissidoksen muodostaviin hiiliin sitoutuneet ryhmät eivät voi kiertyä toistensa suhteen.)
E3.3
Elektronegatiivisuustaulukon mukaan fluori on klooria elektronegatiivisempi alkuaine, eli fluori vetää sidoselektroneja puoleensa klooria enemmän. Tetrafluorieteenissä elektronien poistumista hiiliatomien ympäriltä edistää vielä se, että yhteen hiiliatomiin on sitoutunut kaksi fluoriatomia. Siten kloorieteenissä hiiliatomien ympärillä on selvästi enemmän elektroneja kuin tetrafluorieteenissä.
(Eri lähteissä annetut Paulingin elektronegatiivisuudet saattavat hieman poiketa toisistaan, mutta se ei haittaa, koska elektronegatiivisuusarvot antavat vain suuntaa alkuaineen kyvystä vetää elektroneja puoleensa.)
E3.4
Suurin osa ihmisen massasta on epäorgaanista ainetta, vettä. Koska vedessä ei ole hiiliatomeja, hiili on ihmisessä vasta kolmanneksi yleisin alkuaine.
(Ihmisessä on myös suuria määriä kalsiumia, kaliumia ja natriumia, vaikka ne eivät ole orgaanisissa yhdisteissä yleisiä alkuaineita. Kalsium on kerääntynyt luustoon mineraalimuodossa, kun taas kalium ja natrium ovat elimistössä veteen liuenneina kationeina.)
E3.5
Tiedonhakuun kannattaa käyttää sekä kirjoja että nettilähteitä, niin suomen- kuin englanninkielisiä. Jos englanninkielinen termi ei ole ennestään tuttu, sen saa selville esimerkiksi Wikipedian artikkelin Orgaaninen yhdiste vasemmassa laidassa olevasta English-kielilinkistä.
Kaikkien lähteiden mukaan orgaaniset yhdisteet ovat hiiltä sisältäviä yhdisteitä, eivätkä monet lähteet määrittele termiä sen tarkemmin. Joissakin lähteissä orgaanisilta yhdisteiltä edellytetään hiili- ja vetyatomin tai kahden hiiliatomin välisiä sidoksia. Tällaisissa määritelmissä on ongelmana se, että niiden ulkopuolelle jää monia yleisesti orgaanisina pidettäviä yhdisteitä.
Jotkin lähteet mainitsevat epäorgaanisina pidettäviä hiiliyhdisteitä. Tällaisia yhdisteitä ovat pienimolekyyliset hiilen oksidit, kuten hiilimonoksidi ja hiilidioksidi, sekä monet yksinkertaiset ioniyhdisteet, kuten syanidit, karbidit ja karbonaatit. Myös hiilen alkuainemuodot, esimerkiksi grafiitti ja timantti, luetaan epäorgaanisiksi.
(Orgaanisten yhdisteiden määrittelemisen vaikeus ei ole kemiassa mitenkään ainutlaatuista: hyvä määritelmä on yksinkertainen ja kattava, mutta usein näitä kahta vaatimusta on mahdotonta yhdistää. Kemian opintojen tässä vaiheessa ei ole olennaista muistaa kaikkia poikkeuksia, vaan tärkeintä on tuntea jako orgaanisiin hiiliyhdisteisiin ja epäorgaanisiin muiden alkuaineiden yhdisteisiin.)
E4 Molekyylien sisäiset varaukset
Kloori vetää yhteisiä elektroneja puoleensa enemmän kuin vety, joten HCl-molekyylissä klooriatomilla on negatiivinen osittaisvaraus ja vetyatomilla on positiivinen osittaisvaraus.
Hapen elektronegatiivisuus on suuri, mutta O2-molekyylissä sidoksen muodostavat saman alkuaineen atomit, joten elektronit jakautuvat tasan. Molekyylin atomeilla ei siten ole osittaisvarauksia.
Formaldehydissä on elektronegatiivinen happiatomi, joten hapella on negatiivinen osittaisvaraus ja siihen liittyneellä hiilellä on positiivinen osittaisvaraus. Hiili- ja vetyatomien väliset sidokset ovat lähes poolittomia, joten vetyatomien osittaisvaraukset ovat pienet.
Metyyliamiinissa typpiatomilla on suuri elektronegatiivisuus, joten typen osittaisvaraus on negatiivinen. Typpeen liittyneillä vetyatomeilla on väistämättä positiiviset osittaisvaraukset. Hiilen osittaisvarausta on vaikea arvioida, koska hiili on liittynyt paitsi poolisella sidoksella typpeen myös poolittomilla sidoksilla vetyihin.
Molekyylien merkittävimmät osittaisvaraukset.
(Yksittäisten atomien osittaisvarauksia on usein vaikea arvioida. Niitä voidaan selvittää laskennallisilla ohjelmilla, mutta saadut arvot riippuvat melko paljon käytetyistä menetelmistä. Olennaista on osata tunnistaa molekyylin rakenteesta elektronegatiiviset alkuaineet, kuten happi ja typpi, jotka voivat antaa koko molekyylille voimakasta dipoliluonnetta.)
E4.2
Sek-butyyliamiinissa on typpiatomi, joka tekee koko molekyylistä poolisen. Naftaleenissa on vain hiilen ja vedyn välisiä sidoksia, joten molekyyli on käytännössä pooliton. Heksaklooribentseenissä on poolisia hiili- ja klooriatomien välisiä sidoksia, mutta poolisuudet kumoutuvat symmetrian vuoksi, joten molekyyli on kokonaisuutena pooliton. Happiatomin sisältävä 2-fenyylifenoli on poolinen molekyyli, sillä mikään molekyylin rakenteessa ei kumoa syntyvää varausjakumaa.
Jos torjunta-aine on poolinen, se liukenee todennäköisesti hyvin veteen. Poolittomat torjunta-aineet liukenevat rasvoihin, joten ne voivat pidättyä eläinten elimistöihin. Jos pooliton torjunta-aine ei hajoa elimistössä, se voi rikastua ravintoketjuissa.
(Tunnetuin haitalliseksi osoittautunut torjunta-aine on rasvaliukoinen hyönteismyrkky DDT. Se oli alkuun myyntimenestys, mutta sen käyttö kiellettiin ympäristöhaittojen vuoksi useissa maissa 1970-luvulla. DDT:n on havaittu muun muassa ohentavan linnunmunien kuoria.)
DDT:n rakennekaava.
E4.3
Yhdisteistä ovat poolisia vesi, glyseroli ja asetoni, sillä niissä on happiatomeja, joiden aiheuttama varausjakauma ei kumoudu symmetrian perusteella. Poolittomia yhdisteitä ovat sykloheksaani, heptaani ja tetrakloorimetaani. Sykloheksaanissa ja heptaanissa on vain lähes poolittomia vedyn ja hiilen välisiä sidoksia. Tetrakloorimetaanissa poolisten hiili-kloorisidosten vaikutus kumoutuu symmetrian vuoksi.
Poolisten yhdisteiden voidaan arvioida liukenevan toisiinsa, samoin poolittomien toisiinsa. Asetoni on kuitenkin poikkeus: siinä on poolittomia CH3-ryhmiä, joten se liukenee hyvin myös poolittomiin yhdisteisiin.
(Liukoisuutta voidaan ennustaa poolisuuden avulla, mutta usein tulokset ovat vain suuntaa antavia. Jotkin pooliset aineet, kuten asetoni ja etanoli, sekoittuvat poolittomien heksaanin ja heptaanin kanssa kaikissa suhteissa. Poolittomat aineet taas saattavat liueta jossain määrin veteen: tetrakloorimetaania liukenee kilogrammaan vettä alle gramma ja heksaania liukenee noin kymmenen milligrammaa, mutta heptaani ei liukenee veteen lainkaan.)
E4.4
Anetolimolekyylissä on yksi happiatomi, mutta se on sitoutunut hiiliatomeihin, mikä pienentää sidosten poolisuutta verrattuna siihen, että happi olisi sitoutunut vetyatomiin. Molekyylissä on myös pitkä pooliton hiiliketju, joten anetoli on varsin pooliton yhdiste.
Raki on veden ja etanolin seos, ja siinä on lisäksi pieni määrä makuaineita, kuten anetolia. Mitä enemmän seoksessa on etanolia, sitä paremmin anetoli liukenee siihen, sillä etanoli liuottaa hyvin poolittomiakin yhdisteitä. Kun etanolin suhteellista osuutta seoksessa pienennetään lisäämällä rakiin vettä, anetoli ei enää liukenee seokseen vaan alkaa erottua siitä pisaroina.
Avonaisesta lasista anetoli haihtuu vähitellen, joten seos kirkastuu. Haihtumisesta kertoo myös se, että vuorokauden kuluttua avonaisessa lasissa ollut juoma tuoksuu selvästi vähemmän anikselta kuin suljetussa lasissa ollut juoma.
(Väri häviää ajan kanssa myös suljetusta astiasta. Aniksen tuoksu ei kuitenkaan poistu, joten anetolin määrä ei ilmeisesti vähene merkittävästi. Seos muuttuu läpinäkyväksi ilmeisesti siksi, että valkean värin aiheuttavat anetolipisarat hajoavat niin pieniksi, etteivät ne enää sirota valoa.)
E4.5
Vetykloridin, hapen, formaldehydin ja metyyliamiinin pallo-tikkumallit, varausjakaumat, dipolimomenttinuolet ja dipolimomenttien suuruudet (yksikkönä debye).
E5 Varausten aikaansaamat vuorovaikutukset
Metaani, CH4, on pooliton molekyyli. Metaanimolekyylien välillä voi siten olla vain dispersiovuorovaikutusta.
Formaldehydi, CH2O, on poolinen molekyyli, joten formaldehydimolekyylien välillä voi olla dispersiovuorovaikutuksen ohella dipoli-dipolivuorovaikutusta.
Etanoli, CH3CH2OH, on poolinen molekyyli, jossa happiatomiin on kiinnittynyt vetyatomi. Etanolimolekyylien välillä voi siten olla dispersio- ja dipoli-dipolivuorovaikutuksen ohella vetysidoksia.
Metaani, formaldehydi ja etanoli.
(Dispersio- ja dipoli-dipolivuorovaikutukset ovat voimakkuudeltaan samaa luokkaa, mutta vetysidokset ovat tavallisesti niitä kertaluokkaa vahvempia.)
E5.2
Vetysidos voi muodostua, jos vety on sitoutunut atomiin, jonka elektronegatiivisuus on suuri. Muurahaishapossa on happi- ja vetyatomin välinen sidos, ja metyyliamiinissa on typpi- ja vetyatomin välinen sidos. Nämä molekyylit voivat siten muodostaa vetysidoksia. Vetysidokset suuntautuvat elektronegatiiviseen atomiin kiinnittyneestä vetyatomista toisen molekyylin elektronegatiiviseen atomiin.
Dimetyylieetteri ja asetaldehydi eivät voi muodostaa vetysidoksia, sillä niissä happiatomi on sitoutunut hiiliatomiin ja vetyatomit ovat sitoutuneet hiiliatomeihin.
Vetysidoksia muurahaishappomolekyylien välillä ja metyyliamiinimolekyylien välillä.
(Vetysidosten suuri merkitys näkyy siinä, että asetaldehydi kiehuu huoneenlämmössä mutta muurahaishappo kiehuu lähellä veden kiehumispistettä, vaikka molemmat yhdisteet koostuvat lähes samankokoisista molekyyleistä.)
E5.3
Typpimolekyyli on pooliton, joten molekyylien välillä on vain dispersiovuorovaikutusta.
Propyyliamiinissa on elektronegatiiviseen typpiatomiin liittynyt kaksi vetyatomia, joten molekyyli voi muodostaa vetysidoksia. Vetysidosten ohella propyyliamiinimolekyylien välillä voi olla dispersio- ja dipoli-dipolivuorovaikutusta.
Trimetyyliamiini on poolinen molekyyli, mutta se ei voi muodostaa vetysidoksia, koska typpiatomiin ei ole sitoutunut vetyatomeja. Trimetyyliamiini on jonkin verran poolinen, sillä molekyylin symmetria kumoaa sidosten poolisuutta vain osittain (molekyyli on typpiatomin kohdalta pyramidin tapainen eikä tasomainen, kuten kaavan esitystavan perusteella voisi luulla). Trimetyyliamiinimolekyylien välillä voi siten olla dispersiovuorovaikutuksen ohella dipoli-dipolivuorovaikutusta.
Yhdisteen kiehumispiste on sitä suurempi, mitä voimakkaampia ovat vuorovaikutukset yhdisteen molekyylien välillä. Siten typpimolekyylin kiehumispiste on alhaisin ja seuraavana tulee trimetyyliamiini. Propyyliamiini, joka voi muodostaa vetysidoksia, kiehuu korkeimmassa lämpötilassa.
(Molekyylien kiehumispisteet ovat −196 °C, 3 °C ja 48 °C.)
E5.4
Yhdisteet ovat kaikki poolittomia, joten niissä voi esiintyä vain dispersiovuorovaikutusta. Kiehumispisteen määrää siten dispersiovuorovaikutuksen suuruus.
Dispersiovuorovaikutus on sitä voimakkaampaa, mitä enemmän varausjakauman heilahteluja syntyy. Kyseisissä molekyyleissä on yhtä monta atomia ja siten yhtä monta elektronia, joten dispersiovuorovaikutuksen määrään vaikuttaa vain molekyylin muoto.
Tavallinen pentaani eli n-pentaani on molekyyleistä pitkulaisin ja neopentaani on pallomaisin. Siten n-pentaanissa on eniten kohtia, joissa dispersiovuorovaikutusta voi tapahtua, ja neopentaanissa tällaisia kohtia on vähiten.
Molekyylien irrottaminen toisistaan kuluttaa siis eniten energiaa n-pentaanissa, eli sen kiehumispiste on korkein (36 °C). Koska isopentaani muistuttaa muodoltaan hieman enemmän n-pentaania kuin neopentaania, sen kiehumispiste (28 °C) on lähellä n-pentaanin kiehumispistettä. Pallomaisella neopentaanilla on selvästi matalin kiehumispiste (9 °C).
(Yhdisteiden sulamispisteet ovat: n-pentaani −129 °C, isopentaani −160 °C ja neopentaani −16 °C. Neopentaanin sulamispiste on selvästi korkeampi kuin kahdella muulla pentaanilla, vaikka neopentaanin kiehumispiste on kolmikon matalin. Sulamispisteitä on siis hankalampi ennustaa kuin kiehumispisteitä. Ero selittyy sillä, että sulamisessa aine muuttuu hyvin järjestyneestä muodosta melko järjestymättömään muotoon, kun taas kiehumisessa muutos nesteestä kaasuksi ei muuta järjestyneisyyttä samalla tavalla. Neopentaanin erikoinen sulamispiste perustuu siihen, että neopentaani on huomattavan symmetrinen molekyyli ja siten se on nestemäisenä järjestyneempi kuin n-pentaani tai isopentaani.)
E5.5
Vetysidokset pitävät osaltaan koossa DNA:n kaksoiskierrettä muodostamalla yhteyksiä toisiaan vasten kiertyvien juosteiden välille. Vetysidokset syntyvät aina yhden puriiniemäksen ja yhden pyrimidiiniemäksen kesken.
Puriinit koostuvat kahdesta renkaasta, ja DNA:ssa niitä ovat adeniini ja guaniini. Yhdestä renkaasta koostuvia pyrimidiinejä ovat DNA:ssa sytosiini ja tymiini. Adeniinin ja tymiinin välisiin vetysidoksiin osallistuvia atomeja voidaan kuvata kaavoilla N–H⋯O ja N⋯H–N. Guaniinin ja sytosiinin väliset vetysidokset ovat muotoa O⋯H–N, N–H⋯N ja N–H⋯O.
Adeniinin ja tymiinin sekä guaniinin ja sytosiinin väliset vetysidokset.
(Vaikka DNA:ssa emäsparit ovat adeniini–tymiini ja guaniini–sytosiini, vetysidoksia voi syntyä myös esimerkiksi kahden adeniinimolekyylin välille. Tällainen rakenne ei kuitenkaan mahdu DNA:n kaksoiskierteeseen, sillä kaksi puriinia vie enemmän tilaa kuin yksi puriini ja yksi pyrimidiini. Kaksoiskierrettä vakauttaa vetysidosten ohella tasomaisten puriini- ja pyrimidiiniemästen pinoutuminen kierteessä. Pinoutumista edistää puriinin ja pyrimidiinin rengasrakenteiden välinen dispersiovuorovaikutus, mutta siihen liittyy muitakin tekijöitä.)