(Bursten, Brown, Lemay 2008) - Explique, em termos de interações interpartículas, as diferenças em cada caso:
Acetona entra em ebulição a 56^{\circ} \mathrm{C}, enquanto o 2-metil-propano entra a -12^{\circ} \mathrm{C}.

Passo 1

O enunciado nos pede para explicar, em termos de interações entre moléculas, por que a acetona entra em ebulição a 56^\circ \mathrm{C} enquanto o 2-metil-propano (isobutano) entra a -12^\circ \mathrm{C}. O conteúdo é forças intermoleculares: forças de dispersão (London) e dipolo–dipolo.

Passo 2

Em geral, todo composto molecular apresenta forças de dispersão de London, que dependem da polarizabilidade e da área de contato entre as moléculas. Essas forças existem em ambos os compostos, mas sua magnitude varia conforme a forma e a polarizabilidade das moléculas.

Passo 3

A acetona ( \mathrm{CH_3COCH_3}) é uma molécula polar, pois o grupo carbonila ( \mathrm{C=O}) cria um dipolo permanente. Moléculas polares se atraem por interações dipolo–dipolo, mais fortes do que as simples forças de dispersão. Essa atração adicional exige mais energia térmica para separar as moléculas no processo de ebulição, elevando o ponto de ebulição a 56^\circ \mathrm{C}.

Passo 4

O 2-metil-propano ( \mathrm{(CH_3)_3CH}) é uma molécula apolar e bastante ramificada. Nesse caso, não há dipolos permanentes, só forças de dispersão de London. Além disso, a alta ramificação reduz a área de contato entre moléculas, diminuindo ainda mais a força de dispersão. Por isso, é preciso menos energia para que as moléculas se separem, resultando num ponto de ebulição muito baixo, -12^\circ \mathrm{C}.

Resposta

A diferença se deve ao fato de que a acetona, sendo polar, apresenta além das forças de dispersão interações dipolo–dipolo mais fortes, elevando seu ponto de ebulição, enquanto o isobutano é apolar e ramificado, ficando restrito a fracas forças de dispersão de London e tendo ponto de ebulição bem mais baixo.

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