3F. 5 Identifique, apresentando suas razões, que substância em cada par tem, provavelmente, o ponto de ebulição mais alto (as estruturas de Lewis podem ajudar nos argumentos):
(a) HCl ou NaCl ;
(a) HCl ou NaCl ;
Passo 1
O enunciado pede que eu identifique — com justificativa — qual das duas substâncias tem, provavelmente, o ponto de ebulição mais alto no par:
ou
.
Informações relevantes fornecidas implicitamente:
- As substâncias são
(ácido clorídrico na forma molecular) e (cloreto de sódio). - Posso usar estruturas de Lewis e argumentos de forças entre partículas para justificar a escolha.
Passo 2
O que é ponto de ebulição e o que determina seu valor (aula rápida):
- O ponto de ebulição é a temperatura na qual as partículas de uma substância (moléculas ou íons) têm energia suficiente para vencer as forças que as mantêm reunidas no estado líquido/ sólido e passar para o gás.
- Portanto, quanto mais fortes as forças que mantêm as partículas unidas, maior a energia necessária e maior o ponto de ebulição.
- Tipos de forças (ordem geral de força, de mais fracas para mais fortes): forças de London (dispersão) < dipolo-dipolo < ligação de hidrogênio (quando presente) < interações iônicas / ligações iônicas em rede cristalina.
- Para decidir rapidamente numa prova: identificar se a substância forma uma rede iônica (geralmente metal + ametal) ou se é molecular (ametais entre si); verificar possibilidade de ligação de hidrogênio; caso molecular, comparar polaridade e massa molar.
Passo 3
Analisando
:
- Estrutura de Lewis simples: H ligado a Cl, com três pares de elétrons não ligantes em Cl. Representação:
com pares em . - Tipo de ligação dentro da molécula: covalente polar (Cl é mais eletronegativo que H), logo cada molécula
tem um momento dipolar. - Forças intermoleculares entre moléculas
: principalmente dipolo–dipolo e forças de dispersão de London. Não há ligação de hidrogênio forte porque o hidrogênio não está ligado a , ou . - Indício experimental que ajuda num teste:
é gás à temperatura ambiente (estado gasoso indica ponto de ebulição baixo). - Valor aproximado do ponto de ebulição:
tem ponto de ebulição cerca de (ou seja, bem abaixo de ).
Passo 4
Analisando
:
-
é formado por e ; não é uma molécula discreta mas sim um sólido iônico com rede cristalina (reticulado). - Forças que mantêm a substância coesa: fortes interações eletrostáticas entre íons de cargas opostas (energia reticular alta). De forma qualitativa a energia de rede segue a lei de Coulomb:
onde
e
são as cargas dos íons e
é a distância entre centros (isso mostra por que íons com cargas grandes e distâncias pequenas têm ligações muito fortes).
- Consequência prática: substâncias iônicas como
exigem muita energia para separar íons e vaporizar o sólido — logo têm pontos de fusão e ebulição muito altos. - Valores aproximados: ponto de fusão de
cerca de e ponto de ebulição cerca de .
Passo 5
Comparação direta e conclusão (como justificar na prova):
- As forças que mantém
juntas (interações iônicas na rede cristalina) são muito mais fortes que as forças intermoleculares que mantêm as moléculas de juntas (dipolo–dipolo e London). - Portanto, é necessária muito mais energia térmica para vaporizar
do que para vaporizar . - Observação prática e rápida para uma prova: metal + ametal → geralmente composto iônico → ponto de ebulição alto; ametal + ametal → geralmente molecular → ponto de ebulição baixo (a não ser que haja fortes ligações intermoleculares como H–ligação).
Passo 6
Dica curta para a prova (truque de bolso):
- Pergunte-se: “Ionicidade ou molecular?” Se for iônico (
), escolha altíssimo ponto de ebulição; se molecular, examine H-ligação/polaridade/massa. Para este par, a resposta é imediata porque é iônico e é molecular gasoso.