Considere as temperaturas de ebulição dos compostos formados entre o hidrogênio e os quatro primeiros elementos do grupo 15 da tabela periódica:
(185 K), AsH 3 (218 K) e SbH
(256 K). Por que a amônia é uma exceção a essa tendência?
Passo 1
Então, a gente tem um exercício de química que fala sobre os pontos de ebulição dos hidretos dos primeiros quatro elementos do grupo 15 da tabela periódica: amônia (NH₃), fosfina (PH₃), arsina (AsH₃) e antimona (SbH₃). A pergunta é: por que a amônia é uma exceção nessa tendência de pontos de ebulição?
Passo 2
Primeiro, vamos entender que, geralmente, quando a gente desce no grupo 15, os pontos de ebulição aumentam. Isso acontece porque os átomos ficam maiores, há mais elétrons e as forças de dispersão de London ficam mais fortes, fazendo com que seja mais difícil passar do estado líquido para o gasoso.
Passo 3
Agora, olhemos para a amônia (NH₃). Ela tem um ponto de ebulição de 240 K, que é bem mais alto do que o da fosfina (PH₃) que está abaixo dela na tabela. Isso é estranho porque, pela regra geral, esperaríamos que o ponto de ebulição aumentasse quando descemos no grupo.
Passo 4
A razão dessa exceção está nas ligações de hidrogênio. A amônia tem átomos de nitrogênio com pares de elétrons não compartilhados que podem formar ligações de hidrogênio com outras moléculas de amônia. Essas ligações de hidrogênio são interações mais fortes do que as forças de dispersão de London que dominam nos outros hidretos do grupo.
Passo 5
Essas ligações de hidrogênio fazem com que as moléculas de amônia se atraiam mais fortemente umas às outras, exigindo mais energia (ou uma temperatura mais alta) para separar as moléculas e fazer a amônia virar gás. Por isso, o ponto de ebulição da amônia é maior do que seria esperado apenas pelo aumento do tamanho da molécula.
Resposta
A amônia é uma exceção à tendência dos pontos de ebulição dos hidretos do grupo 15 porque ela forma ligações de hidrogênio, que aumentam significativamente seu ponto de ebulição em comparação com os outros compostos.