11.19 (a) O que significa o termo polarizabilidade? (b) Qual dos seguintes átomos você acha que é polarizabilizável:
? Explique. (c) Liste as seguintes moléculas em ordem crescente de polarizabilidade:
e
. (d) Determine a ordem dos pontos de ebulição das substâncias do item (c).
Passo 1
O enunciado (a) pede o conceito de polarizabilidade, (b) compara átomos do grupo
(
), (c) ordena moléculas (
) em polarizabilidade e (d) prevê a ordem de pontos de ebulição dessas moléculas. O conteúdo envolve forças de dispersão de London, definição de polarizabilidade e tendências periódicas de tamanho e número de elétrons.
Passo 2
Para (a), definimos polarizabilidade como a facilidade com que a nuvem eletrônica de um átomo ou molécula é distorcida por um campo elétrico externo. A dipolo induzido
e o campo
satisfazem
onde
é a polarizabilidade. Em termos qualitativos, quanto maior o tamanho e menos fortemente ligados os elétrons, maior
.
Passo 3
Para (b), em átomos isolados a polarizabilidade cresce ao descer um grupo da tabela periódica, pois o raio atômico e o número de elétrons aumentam, tornando a nuvem eletrônica mais difusa. Assim,
logo o átomo mais polarizável é
.
Passo 4
Para (c), em moléculas tetraédricas apolares a polarizabilidade total cresce com o tamanho e o número de elétrons dos átomos centrais e ligantes. Comparando
-
vs. : maior raio de Si . - Substituindo H por Cl ou Br e trocando Si por Ge: quanto mais pesados e eletrônicos, maior
.
Logo a ordem crescente é
Passo 5
Para (d), em moléculas não polares a única força intermolecular relevante é a dispersão de London, cuja intensidade cresce com
. Portanto, quanto maior
, maior o ponto de ebulição. A ordem de pontos de ebulição coincide com a de polarizabilidade:
Resposta
a) Polarizabilidade é a medida de quão facilmente a nuvem eletrônica de um átomo ou molécula é distorcida por um campo elétrico externo.
b) é o mais polarizável.
c) (ordem crescente de polarizabilidade).
d) (ordem crescente de pontos de ebulição).
b)
c)
d)