Explique como as interações intermoleculares influenciam os pontos de ebulição dos seguintes compostos:
e CCl 4 . Justifique suas respostas com base nas forças intermoleculares presentes em cada caso.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre como as interações intermoleculares influenciam os pontos de ebulição de alguns compostos:
,
,
e
. Vamos utilizar conceitos de química, especificamente das forças intermoleculares, para entender e justificar as diferenças nos pontos de ebulição desses compostos.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que são forças intermoleculares. Essas são as forças que mantêm as moléculas unidas em uma substância. As principais forças intermoleculares são:
- Forças de dispersão de London: Presentes em todas as moléculas, são as mais fracas e resultam de flutuações temporárias na distribuição dos elétrons.
- Forças dipolo-dipolo: Ocorrem em moléculas polares, onde há uma distribuição desigual de carga elétrica.
- Ligação de hidrogênio: Um tipo especial de força dipolo-dipolo, mais forte, que acontece quando o hidrogênio está ligado a átomos muito eletronegativos como nitrogênio (N), oxigênio (O) ou flúor (F).
Passo 3
Vamos analisar cada composto:
-
(Metano): É uma molécula apolar, pois a distribuição de elétrons é simétrica. Portanto, a única força intermolecular presente é a força de dispersão de London. -
(Amônia): É uma molécula polar devido à diferença de eletronegatividade entre nitrogênio e hidrogênio. Além das forças de dispersão de London, existem forças dipolo-dipolo e ligações de hidrogênio. -
(Água): Também é uma molécula polar e possui ligações de hidrogênio, além das forças de dispersão de London. A presença de duas ligações de hidrogênio por molécula torna essas interações muito fortes. -
(Tetracloreto de carbono): É uma molécula apolar devido à simetria na distribuição dos cloretos ao redor do carbono. Assim, possui apenas forças de dispersão de London, mas como as moléculas são maiores e mais pesadas que o metano, as forças de dispersão são mais fortes.
Passo 4
Os pontos de ebulição estão diretamente relacionados à força das interações intermoleculares: quanto mais fortes as forças, maior a energia necessária para separar as moléculas, resultando em um ponto de ebulição mais alto.
-
Metano (
): Como possui apenas forças de dispersão fracas, tem um ponto de ebulição baixo. -
Tetracloreto de carbono (
): Apesar de também ter apenas forças de dispersão, as moléculas maiores e mais pesadas aumentam a força dessas interações, resultando em um ponto de ebulição mais alto que o do metano. -
Amônia (
): As forças dipolo-dipolo e as ligações de hidrogênio tornam as interações mais fortes que as de , aumentando seu ponto de ebulição. -
Água (
): Possui ligações de hidrogênio muito fortes, superiores às da amônia, o que faz com que tenha o ponto de ebulição mais alto entre os compostos analisados.
Resposta
Os pontos de ebulição dos compostos aumentam na seguinte ordem:
. Isso ocorre porque as forças intermoleculares presentes em cada composto se fortalecem nessa sequência, desde as forças de dispersão mais fracas no metano até as fortes ligações de hidrogênio na água.
Exercícios relacionados
Discuta a solubilidade de compostos polares e apolares em diferentes solventes. Explique por que substâncias polares se dissolvem melhor em solventes polares e substâncias apolares em solventes apolares, utilizando como exemplo água
e hexano
.
Descreva as interações de forças de London, dê exemplos como essas forças afetam propriedades físicas, como pontos de fusão e ebulição.
Explique o motivo da variação dos estados de oxidação dos elementos do bloco d.
As energias dos orbitais 3 d permanecem praticamente inalteradas nos elementos do quarto periodo. Contudo, os orbitais 3d nos átomos de zinco tem energias muito menores. Nos átomos de gálio, estas energias são ainda mais baixas. Explique as diferenças.