Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 5.1 - Ex. 8
Usando o modelo VSEPR para predizer as formas de cada um das seguintes moléculas. Identifique o membro de cada par com o maior ponto de ebulição mais alto:
Passo 1
Muito bom, vamos começar mais uma! Para a letra a, em ambos os membros nós temos os átomos de flúor se ligando a ao boro e ao cloro, certo?
O boro possui 3 elétrons na sua camada de valência, então ele usará todos para se ligar. A geometria nestes casos será trigonal plana. No caso do cloro existem 7 elétrons na sua última camada, três se ligam e quatro ficam livres.
Qual a geometria neste caso? Forma de T.
Bora desenhar:
O flúor é mais eletronegativos que o bromo, então o momento dipolo aponta para cada uma das três direções. Os dois átomos que estão mais próximo originam um vetor resultante maior que o vetor apontado para o átomo solitário.
O que resulta disso? Polos ! Então nós teremos um polo mais negativo e um mais positivo, ok?
Estes polos interagem com as moléculas vizinhas por meio das forças dipolo – dipolo.
No caso da geometria em T, os átomos de flúor que estão no braço da molécula vão “puxar” os elétrons para si com a mesma intensidade. Como é um vetor de mesma intensidade com direções opostas, o que acontece? Se anulam, ok?!
Mas teremos ainda um polo negativo apontado para baixo na direção do terceiro flúor e um polo positivo sobre o cloro.
Novamente temos polos que interagem por meio de forçar dipolo-dipolo.
Qual a mais intensa? Como o momento dipolo da molécula tem tudo para ser maior do que o existente na molécula , as suas interações serão maiores, assim como seu ponto de ebulição.
Passo 2
Na letra b nós temos:
Caso parecidíssimo com o anterior. O flúor é o fodão da eletronegatividade, e gera um momento dipolo apontado para cada uma das suas quatro direções. Como eles puxam com a mesma força os elétrons o seu momento será igual e com direções opostas.
Quando temos vetores de mesma intensidade e direções opostas eles se cancelam, lembrados?
Então a molécula não formam polos, se é assim a única interação que elas possuem com suas vizinhas as por meio das forças de London.
Forças bem fraquinhas!
Já na outra, os átomos de flúor estão agrupados no inferior da molécula gerando um grande polo negativo e deixando o enxofre com um polo positivo.
Quais serão as forças aqui? Dipolo-dipolo.
Como as forças dipolo – dipolo são mais fortes que as de London, a temperatura de ebulição do é maior que do que a temperatura do .
Passo 3
Para a letra c, teremos uma particularidade. Uma molécula é cis e a outra é trans, né?
O que acontece nestes casos?
O isômero trans é, no geral, termodinamicamente, mais estável que o cis. Por isso, o primeiro apresenta menor ponto de ebulição.
Vamos ver no desenho:
Esta é a molécula cis, então na parte superior da molécula existe o polo negativo e sobre os hidrogênios polos positivos.
Já no caso da trans:
Aqui nós teremos polos positivos e negativos para cima e para baixo, respectivamente, do lado direito da molécula. E no lado esquerdo observamos o inverso.
O que acontece então? A intensidade das interações na molécula cis é maior do que a interação nas moléculas trans, portanto sua temperatura de ebulição também será maior.