Il benzene ha un punto di ebollizione inferiore (80,1 °C) rispetto al toluene (110,6 °C) a causa delle sue forze intermolecolari più forti. Le molecole di benzene sono tenute insieme da forze di dispersione di London più forti rispetto al toluene. Le forze di dispersione di Londra sono attrazioni temporanee che sorgono a causa del movimento costante degli elettroni all'interno della molecola.

La distribuzione simmetrica degli elettroni nel benzene consente un efficiente impilamento delle molecole, massimizzando queste forze di dispersione di London. Al contrario, il toluene ha un gruppo metilico attaccato all’anello benzenico, introducendo asimmetria e interrompendo l’efficiente impilamento. La presenza del gruppo metilico introduce anche un ulteriore ostacolo sterico, che inibisce ulteriormente l'impaccamento delle molecole di toluene. Di conseguenza, le forze intermolecolari nel benzene sono più forti, portando ad un punto di ebollizione più basso.

Punto di fusione più elevato del benzene:

Il benzene ha un punto di fusione molto più elevato (5,5 °C) rispetto al toluene (-95 °C) a causa della sua maggiore energia reticolare. Allo stato solido, le molecole di benzene sono disposte in un reticolo cristallino altamente ordinato. Le forze di dispersione di London più forti nel benzene contribuiscono a una struttura reticolare più stabile e rigida.

D'altra parte, la presenza del gruppo metilico nel toluene interrompe l'efficiente impilamento delle molecole allo stato solido. Il gruppo metilico ostacola l'impaccamento stretto e introduce asimmetria nella struttura reticolare, con conseguente indebolimento delle forze intermolecolari. Questa struttura reticolare più debole nel toluene porta ad un punto di fusione più basso.

In sintesi, il punto di ebollizione più basso del benzene può essere attribuito alle sue forze intermolecolari più forti allo stato liquido, mentre il suo punto di fusione più alto è una conseguenza della sua energia reticolare più forte allo stato solido.