Analise as seguintes substâncias puras:
I. Água
II. Metano
III. Clorometano
a) Classifique as principais forças intermoleculares presentes em cada uma dessas substâncias.
b) Explique por que o metano e o clorometano são gasosos à temperatura ambiente enquanto a água é líquida.
c) Ordene as substâncias do menor para o maior ponto de ebulição e justifique.
I. Água
a) Classifique as principais forças intermoleculares presentes em cada uma dessas substâncias.
b) Explique por que o metano e o clorometano são gasosos à temperatura ambiente enquanto a água é líquida.
c) Ordene as substâncias do menor para o maior ponto de ebulição e justifique.
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre as substâncias puras água
, metano
e clorometano
:
- Classificar as principais forças intermoleculares em cada uma.
- Explicar por que metano e clorometano são gasosos à temperatura ambiente, enquanto água é líquida.
- Ordenar as substâncias do menor para o maior ponto de ebulição.
Para isso vamos usar conceitos de polaridade molecular, forças de London (dispersion), dipolo–dipolo e ligação de hidrogênio.
Passo 2
Classificação das forças intermoleculares em cada substância:
– Para a água : molécula polar com átomos de hidrogênio ligados a oxigênio muito eletronegativo, então apresenta
– Para a água
– Para o metano
: molécula apolar, logo só há
– Para o clorometano : molécula polar (C–Cl é polar) sem hidrogênio diretamente ligado a Cl, portanto apresenta
– Para o clorometano
Passo 3
Explicação dos estados à temperatura ambiente
:
– A água tem ligação de hidrogênio forte, resultando em ponto de ebulição . A
ela permanece no estado líquido.
– O metano só tem forças de London muito fracas, com ponto de ebulição , bem abaixo de
, por isso é gasoso.
– O clorometano tem dipolo–dipolo e London, seu ponto de ebulição é , ainda abaixo de
, ficando também no estado gasoso.
– A água tem ligação de hidrogênio forte, resultando em ponto de ebulição
– O metano só tem forças de London muito fracas, com ponto de ebulição
– O clorometano tem dipolo–dipolo e London, seu ponto de ebulição é
Passo 4
Ordenação dos pontos de ebulição (menor → maior) e justificativa:
– :
(apolar, só London, forcas bem fracas)
– :
(dipolo–dipolo + London, moderado)
– :
(ligação de hidrogênio, muito forte)
–
–
–
Resposta
a) Para
: ligação de hidrogênio, dipolo–dipolo e London;
Para : apenas forças de London;
Para : dipolo–dipolo e London.
b) Metano e clorometano têm forças intermoleculares fracas (London ou dipolo–dipolo + London) e ebulições muito abaixo de , ficando gases; a água forma ligações de hidrogênio fortes e ferve a
, portanto é líquida à temperatura ambiente.
c) em ponto de ebulição.
Para
Para
b) Metano e clorometano têm forças intermoleculares fracas (London ou dipolo–dipolo + London) e ebulições muito abaixo de
c)