물질별 끓는점(Boiling Point) 완벽 정리

🔥 물질별 끓는점(Boiling Point) 완벽 정리

– 물이 100℃에서 끓는 이유부터, 금속·알코올·기체가 끓는 온도까지 한 번에 이해하기

우리가 일상에서 가장 자주 보는 ‘끓는점’은 물이 100℃에서 끓는 온도다.
하지만 끓는점은 물질마다 매우 다르며, 심지어 기압에 따라 달라지고, 물질의 분자 구조·결합 종류·분자량에 따라서 크게 차이가 난다.

이번 글에서는 끓는점의 정의 → 결정 요인 → 주요 물질의 끓는점 → 실생활·산업 적용까지 과학적으로 모두 정리한다.

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🔥 1. 끓는점이란 무엇인가?

✔ 끓는점(Boiling Point)의 기본 정의

어떤 물질이 액체에서 기체로 바뀌는 온도, 즉
액체 내부의 증기압이 외부 압력(보통 대기압)과 같아지는 순간의 온도를 말한다.

• 증기압 = 외부압력 → 기포가 생성되어 액체가 끓기 시작
• 상승된 고도(산·비행기)에서는 외부압이 낮아 → 더 낮은 온도에서 끓음
• 압력이 높을수록 끓는점은 상승함(압력솥 원리)

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🔥 2. 끓는점은 무엇에 의해 결정될까?

끓는점은 단순히 “물질마다 다른 온도”가 아니라, 아래 요소들이 복합적으로 만들어낸 결과다.

✔ ① 분자 간 힘(Intermolecular Force)

물질을 이루는 분자들이 서로 잡아당기는 힘이 강할수록 끓는점이 높다.

• 수소결합(H-Bond)
  예: 물(H₂O), 에탄올
  → 끓는점 높음
• 쌍극자-쌍극자 힘
  예: 아세톤, 포름아마이드
  → 중간 수준
• 반데르발스 힘(Van der Waals)
  예: 헬륨·질소 같은 기체
  → 끓는점 매우 낮음

✔ ② 분자량·분자 크기

분자가 크고 무거울수록 끓는점이 상승한다.
(전자 수 증가 → 반데르발스 힘 증가)

예:
헬륨(−269℃) < 네온(−246℃) < 아르곤(−186℃) < 크세논(−108℃)

✔ ③ 분자 구조·형태

길고 선형 구조일수록 표면적 증가 → 끓는점 증가.

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🔥 3. 주요 물질별 끓는점 표 (대표 물질 순서 정리)

아래 온도들은 표준 대기압(1atm) 기준이다.

🌡️ 기체류(Gases)

물질끓는점(℃)

헬륨 He	-269
수소 H₂	-253
질소 N₂	-196
산소 O₂	-183
아르곤 Ar	-186
이산화탄소 CO₂(승화)	-78.5

👉 기체류는 약한 반데르발스 힘 때문에 극저온에서만 액화 가능.

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🌡️ 물·알코올·유기용매

물질끓는점(℃)

물 H₂O	100
에탄올(술·소독용)	78.3
메탄올	64.7
아세톤	56
벤젠	80
톨루엔	110

👉 수소결합이 있는 물과 알코올은 비교적 높은 끓는점을 가짐.

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🌡️ 산·염기·기타 액체

물질끓는점(℃)

염산(HCl 용액)	약 110
아황산	44
아세트산	118
암모니아(NH₃)	-33
과산화수소(3% 용액)	약 108

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🌡️ 액화 금속 및 금속류

금속끓는점(℃)

수은 Hg	356
나트륨	883
칼륨	759
철 Fe	2862
구리 Cu	2595
금 Au	2970

👉 금속은 금속 결합이 강하기 때문에 끓는점이 매우 높다.

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🌡️ 탄화수소류(연료·석유 제품)

물질끓는점 범위(℃)

LPG(프로판·부탄)	-42 ~ -0.5
휘발유 Gasoline	27 ~ 225 (혼합물)
등유 Kerosene	150 ~ 300
디젤 Diesel	180 ~ 360
중유	350 이상

👉 탄화수소는 분자 수가 많아질수록 끓는점이 상승한다.

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🔥 4. 왜 물은 100℃에서 끓을까?

물은 **강력한 수소결합(H-Bond)**을 가진 특이한 물질이다.
이 결합이 끓는점 상승의 가장 큰 원인이다.

• 산소(O) 전기음성도 높음
• H-O 간 극성 강함
• 분자 여러 개가 서로 강하게 끌어당김
  → 끓는 에너지(증발 에너지)가 큼 → 100℃에서 끓음

수소결합이 없다면 물의 끓는점은 약 -80℃~0℃ 사이가 되었을 것이라는 학계 추정도 있다.

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🔥 5. 끓는점은 기압에 따라 달라진다

압력이 낮아지면 끓는점도 낮아진다.

• 높은 산 정상 – 물이 90℃ 수준에서도 끓음
• 비행기 안 – 물로 라면 조리 불가능(기포는 생기지만 완전히 익지 않음)
• 압력밥솥 – 압력 증가 → 끓는점 상승 → 짧은 시간에 밥 익음

👉 끓는점 = 압력의 함수라는 점이 매우 중요하다.

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🔥 6. 실생활에서 끓는점이 중요한 이유

① 조리(요리)

물의 끓는점 변화는 익힘 정도·식감에 영향을 미친다.

② 연료·정유 산업(석유 분별 증류)

휘발유·등유·디젤은 끓는점 범위로 분리된다.
정유 공장에서 하는 일의 60%가 “끓는점으로 분리하기”다.

③ 화학 공정

용매 선택의 핵심 기준: 끓는점·증기압·분자 구조
증류, 재결정, 추출 등의 기본 요소.

④ 냉매·에어컨 작동 원리

냉매가 낮은 끓는점을 가져야
상온에서 증발·응축하며 열을 운반할 수 있다.

⑤ 의학·약품 제조

알코올의 78.3℃ 끓는점은 소독 원리에 직접 관련.

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🔥 결론: 끓는점은 ‘분자력 + 분자량 + 압력’의 과학적 결과

물질의 끓는점은
분자 간 결합, 분자량, 분자 구조, 압력
네 가지 요소가 복합적으로 작용해 결정된다.

물은 수소결합으로 인해 높은 끓는점을 가지며,
기체류는 약한 분자력으로 매우 낮은 온도에서 기화되고,
금속류는 강한 금속결합 때문에 초고온에서 끓는다.

끓는점은 단순한 온도가 아니라
물질을 이해하는 핵심 과학 개념이다.

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