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物質の沸点とは、液体の蒸気圧が液体の周囲の圧力と等しくなり、液体が蒸気に変化する温度のことである[ 1 ] [ 2 ] 。
液体の沸点は、周囲の環境圧力によって変化します。部分真空、つまり低圧下にある液体は、大気圧下にある液体よりも沸点が低くなります。このため、水は海面の標準気圧下では100℃（科学的精度99.97℃（211.95°F）を四捨五入）で沸騰しますが、高度1,905メートル（6,250フィート）[ 3 ]では93.4 ℃ （200.1 °F）で沸騰します。同じ圧力でも、液体によって沸騰温度は異なります。
液体の標準沸点（大気圧沸点または大気圧沸点とも呼ばれる）は、液体の蒸気圧が海面で定義された大気圧、つまり1気圧と等しい特殊な場合である。[4][5] この温度では、液体の蒸気圧が大気圧に打ち勝つのに十分になり、液体の内部に蒸気の泡が形成される。標準沸点は、 1982年以来、 IUPACによって1バールの圧力下で沸騰が起こる温度として定義されている。[ 6 ]
蒸発熱とは、一定量（モル、キログラム、ポンドなど）の物質を、一定の圧力（多くの場合、大気圧）下で液体から気体へと変化させるのに必要なエネルギーのことである。
液体は沸点以下の温度で蒸発という過程を経て気体へと変化する。蒸発は表面現象であり、液体の縁付近にある分子が、その側の液圧が十分でないために蒸気となって周囲に放出される。一方、沸騰は液体中のあらゆる場所にある分子が放出される過程であり、その結果、液体中に蒸気泡が形成される。
飽和液体は沸騰せずに保持できる最大限の熱エネルギーを含んでいる（逆に、飽和蒸気は凝縮せずに保持できる最小限の熱エネルギーを含んでいる）。
飽和温度とは沸点のことです。飽和温度とは、対応する飽和圧力において液体が沸騰して蒸気相に変化する温度のことです。液体は熱エネルギーで飽和していると言えます。熱エネルギーを加えると相転移が起こります。
系内の圧力が一定（等圧）に保たれている場合、飽和温度にある蒸気は、熱エネルギー（熱）が除去されると凝縮して液相になります。同様に、飽和温度と圧力にある液体は、追加の熱エネルギーが加えられると沸騰して気相になります。
沸点とは、液体の蒸気圧が周囲の環境圧力と等しくなる温度のことです。したがって、沸点は圧力に依存します。沸点は、米国国立標準技術研究所（NIST）の標準圧力である101.325 kPa（1気圧）または国際純正・応用化学連合会（IUPAC）の標準圧力である100.000 kPa（1気圧）を基準として公表されることがあります。標高が高く、大気圧がはるかに低い場所では、沸点も低くなります。沸点は、圧力が上昇するにつれて臨界点まで上昇し、そこで気体と液体の性質が同一になります。沸点は臨界点を超えて上昇させることはできません。同様に、沸点は圧力が低下するにつれて三重点まで低下します。沸点は三重点より低くすることはできません。
ある温度における液体の蒸発熱と蒸気圧が分かっている場合、クラウジウス・クラペイロンの式を用いて沸点を計算することができる。
どこ：
飽和圧力とは、対応する飽和温度において液体が沸騰して気体になる圧力のことである。飽和圧力と飽和温度は正比例の関係にあり、飽和圧力が上昇すると飽和温度も上昇する。
系内の温度が一定に保たれている場合（等温系）、飽和圧力と温度にある蒸気は、系内の圧力が上昇するにつれて液相へと凝縮し始めます。同様に、飽和圧力と温度にある液体は、系内の圧力が低下するにつれて気相へと急激に変化する傾向があります。
水の標準沸点には 2 つの慣例があります。通常の沸点は、一般的に 1 atm (101.325 kPa) の圧力で100 ° C ( 212 ° F ) (実際にはケルビンに基づくセルシウス スケールの熱力学的定義に従って99.97 ° C (211.9 °F))とされています。 IUPAC が推奨する標準圧力 100 kPa (1 bar)での水の標準沸点は99.61 °C (211.3 °F)です。[ 6 ] [ 8 ]比較のために、標高8,848 m (29,029 ft )のエベレスト山頂では、圧力は約34 kPa ( 255 Torr )で、水の沸点は71 °C (160 °F)です。[ 10 ]セルシウス温度目盛は、1954年までは2つの点で定義されていました。0 °Cは水の凝固点、100 °Cは標準大気圧における水の沸点で定義されていました。
ある温度における液体の蒸気圧が高いほど、その液体の標準沸点（すなわち、大気圧下での沸点）は低くなる。
右側の蒸気圧チャートには、さまざまな液体の蒸気圧と温度の関係を示すグラフがあります。[ 11 ]チャートからわかるように、蒸気圧が最も高い液体は、標準沸点が最も低いです。
例えば、どの温度においても、塩化メチルは図中の液体の中で最も高い蒸気圧を示します。また、塩化メチルの標準沸点（-24.2 ℃）は最も低く、これは塩化メチルの蒸気圧曲線（青線）が、絶対蒸気圧1気圧（ atm ）を示す水平圧力線と交差する点です。
液体の臨界点とは、その液体が実際に沸騰する最高温度（および圧力）のことである。
水の蒸気圧も参照してください。
沸点が最も低い元素はヘリウムです。レニウムとタングステンの沸点はどちらも標準圧力で5000 Kを超えます。極端な温度を偏りなく正確に測定することは難しいため、文献ではどちらも沸点が高いとされています。[ 12 ]
上記のグラフは、任意の純粋な化学化合物の蒸気圧の対数と温度の関係を示していますが、そのグラフからわかるように、その化合物の常圧沸点は、その化合物の全体的な揮発性を示す指標となります。特定の純粋な化合物には、常圧沸点が1つしか存在しない場合があり、化合物の常圧沸点と融点は、参考書に記載されているその化合物の特性的な物理的性質として機能します。化合物の常圧沸点が高いほど、その化合物の全体的な揮発性は低くなり、逆に、常圧沸点が低いほど、その化合物の全体的な揮発性は高くなります。一部の化合物は、常圧沸点、あるいは場合によっては融点に達する前に、より高い温度で分解します。安定な化合物の場合、沸点は外部圧力に応じて、三重点から臨界点までの範囲になります。三重点を超えると、化合物の常圧沸点（存在する場合）は融点よりも高くなります。臨界点を超えると、化合物の液体相と気体相が融合して1つの相になり、これを過熱ガスと呼ぶことがあります。ある温度において、化合物の常圧沸点が低い場合、その化合物は一般的に大気圧下で気体として存在します。化合物の常圧沸点が高い場合、その化合物はその温度で大気圧下で液体または固体として存在することができ、蒸気が封じ込められている場合は、その蒸気（揮発性の場合）と平衡状態になります。化合物の蒸気が封じ込められていない場合、一部の揮発性化合物は、沸点が高くても最終的に蒸発してしまうことがあります。
一般的に、イオン結合を持つ化合物は、高温に達する前に分解しない限り、高い常圧沸点を持ちます。多くの金属は高い沸点を持ちますが、すべてではありません。他の条件が同じであれば、共有結合分子を持つ化合物では、分子のサイズ（または分子量）が大きくなるにつれて、常圧沸点が高くなります。分子のサイズが高分子、ポリマー、またはその他の非常に大きなサイズになると、化合物は沸点に達する前に高温で分解することがよくあります。化合物の常圧沸点に影響を与えるもう1つの要因は、その分子の極性です。化合物の分子の極性が大きくなるにつれて、他の条件が同じであれば、常圧沸点が高くなります。これと密接に関連しているのは、分子が（液体状態で）水素結合を形成する能力です。これにより、分子が液体状態から離れるのが難しくなり、化合物の常圧沸点が高くなります。単純なカルボン酸は、分子間に水素結合を形成することによって二量体化します。沸点に影響を与える小さな要因は、分子の形状です。分子の形状をよりコンパクトにすると、表面積の大きい同等の分子と比較して、常圧沸点がわずかに低下する傾向がある。
ほとんどの揮発性化合物は（常温付近では）、固体から加熱される際に中間的な液体相を経て、最終的に気相へと変化します。沸騰と比較すると、昇華は固体が直接気体へと変化する物理的変化であり、大気圧下の二酸化炭素など、ごく限られた場合に起こります。このような化合物の場合、昇華点とは、固体が直接気体へと変化する際の蒸気圧が外部圧力と等しくなる温度のことです。
前のセクションでは、純粋な化合物の沸点について説明しました。物質の蒸気圧と沸点は、溶解した不純物（溶質）やその他の混和性化合物の存在によって影響を受けることがあり、その影響の程度は不純物やその他の化合物の濃度によって異なります。塩類や主成分化合物よりも揮発性の低い化合物などの非揮発性不純物が存在すると、主成分化合物のモル分率と溶液の揮発性が低下し、その結果、溶質の濃度に比例して通常の沸点が上昇します。この効果を沸点上昇と呼びます。一般的な例として、塩水は純水よりも高い温度で沸騰します。
混和性化合物（成分）の混合物には、揮発性の異なる2つ以上の成分が含まれる場合があり、それぞれの成分は任意の圧力下で独自の純成分沸点を持ちます。混合物中に他の揮発性成分が存在すると、混合物中のすべての成分の蒸気圧、ひいては沸点と露点に影響を及ぼします。露点とは、蒸気が凝縮して液体になる温度のことです。さらに、ほとんどの場合、任意の温度において、蒸気の組成は液体の組成とは異なります。混合物中の揮発性成分間のこれらの影響を示すために、沸点図が一般的に用いられます。蒸留は、沸騰と（通常は）凝縮のプロセスであり、液相と気相の組成のこれらの違いを利用します。
以下は、人間の居住範囲（死海（-430.5メートル（-1,412フィート））を500メートル間隔で、ペルーのラ・リンコナダ（5,100メートル（16,700フィート））を1,000メートル間隔で、さらに無人の地表標高範囲（エベレスト山（8,849メートル（29,032フィート））を1,000メートル間隔で）における水の沸点の変化を示す表であり、同様の範囲をヤード・ポンド法でも示しています。
