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Dynamic Odd–Even Effect in Liquid n‐Alkanes near Their Melting Points

Abstract

n‐Alkanes are the textbook examples of the odd–even effect: The difference in the periodic packing of odd‐ and even‐numbered n‐alkane solids results in odd–even variation of their melting points. However, in the liquid state, in which this packing difference is not obvious, it seems natural to assume that the odd–even effect does not exist, as supported by the monotonic dependence of the boiling points of n‐alkanes on the chain length. Herein, we report a surprising odd–even effect in the translational diffusional dynamic properties of n‐alkanes in their liquid states. To measure the dynamics of the molecules, we performed quasi‐elastic neutron scattering measurements near their melting points. We found that odd‐numbered n‐alkanes exhibit up to 30 times slower dynamics than even‐numbered n‐alkanes near their respective melting points. Our results suggest that, although n‐alkanes are the simplest hydrocarbons, their dynamic properties are extremely sensitive to the number of carbon atoms.

Gerade‐ungerade‐Effekte sind für n‐Alkane im festen Zustand gut bekannt, werden im flüssigen Zustand jedoch nicht erwartet. Quasielastische Neutronenstreuung offenbarte einen überraschenden Gerade‐ungerade‐Effekt in den dynamischen Eigenschaften flüssiger n‐Alkane, der die Kauzmann‐Eyring‐Vorhersage verletzt. Das Ergebnis verlangt eine Überprüfung und Erweiterung der klassischen Theorien molekularer viskoser Strömungen.

Autoren:   Ke Yang, Zhikun Cai, Abhishek Jaiswal, Madhusudan Tyagi, Jeffrey S. Moore, Yang Zhang
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2016
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201607316
Erscheinungsdatum:   12.10.2016
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