Explique, em termos de forças intermoleculares, por que: C2H6 tem um ponto de ebulição mais alto que CH 4
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para explicar, usando forças intermoleculares, por que o C₂H₆ (etano) tem um ponto de ebulição mais alto que o CH₄ (metano). Primeiro, vamos entender que estamos falando sobre como as moléculas interagem umas com as outras e como isso afeta a temperatura na qual cada substância passa do estado líquido para o gasoso.
Passo 2
Para resolver isso, precisamos conhecer as forças intermoleculares, que são as atrações entre moléculas. As principais forças são:
Forças de London (dispersão): Presentes em todas as moléculas, especialmente importantes em moléculas não polares.
Dipolo-Dipolo: Ocorrem entre moléculas polares.
Ligação de Hidrogênio: Uma forma forte de dipolo-dipolo, acontece quando o hidrogênio está ligado a átomos muito eletronegativos como N, O ou F.
Passo 3
Vamos analisar quais dessas forças estão presentes no C₂H₆ e no CH₄:
CH₄ (metano): É uma molécula não polar porque a distribuição de elétrons é simétrica. Isso significa que as principais forças intermoleculares aqui são as forças de London.
C₂H₆ (etano): Também é uma molécula não polar, então, assim como o metano, as forças de London são as responsáveis pelas interações entre as moléculas.
Passo 4
Mesmo ambas sendo não polares e tendo forças de London, a intensidade dessas forças pode variar. As forças de London dependem de dois fatores principais:
Número de elétrons: Mais elétrons aumentam a polarizabilidade.
Tamanho da molécula: Moléculas maiores têm áreas de superfície maiores para interações.
Comparando C₂H₆ e CH₄:
C₂H₆ tem mais elétrons e é uma molécula maior que o CH₄. Isso significa que as forças de London no etano são mais fortes porque há mais elétrons disponíveis para criar dipolos temporários e uma maior área de contato entre as moléculas.
Passo 5
Devido às forças de London mais fortes no C₂H₆, é necessário mais calor (energia) para quebrar essas interações e transformar o etano de líquido para gás. Por isso, o ponto de ebulição do etano é mais alto comparado ao metano.
Resposta
O C₂H₆ tem um ponto de ebulição mais alto que o CH₄ porque, sendo uma molécula maior com mais elétrons, apresenta forças de London mais fortes, exigindo mais energia para a vaporização.