Qual composto em cada par tem o ponto de ebulição mais elevado? Explique usando conceitos de forças intermoleculares.
HF ou HCl

Passo 1

O enunciado quer comparar os pontos de ebulição de \mathrm{HF} e \mathrm{HCl} usando conceitos de forças intermoleculares. Para isso, precisamos revisar quais forças atuam em cada composto e como elas influenciam o ponto de ebulição.

Passo 2

Analisando \mathrm{HCl}:
– A molécula é polar, portanto há forças de dipolo-dipolo entre moléculas de \mathrm{HCl}.
– Além disso existem forças de dispersão de London, que dependem da massa molar ( M_{\mathrm{HCl}}\approx36{,}5) e do tamanho do átomo de cloro.
– No entanto, não há átomos suficientemente eletronegativos ligados ao hidrogênio para formar ligação de hidrogênio em \mathrm{HCl}.
– Como resultado, as interações em \mathrm{HCl} são relativamente fracas, levando a um ponto de ebulição baixo (aproximadamente -85\,^\circ\mathrm{C}).

Passo 3

Analisando \mathrm{HF}:
– A molécula é muito polar devido à grande diferença de eletronegatividade entre H e F.
– Além das forças de dipolo-dipolo e de London (com M_{\mathrm{HF}}\approx20), \mathrm{HF} forma ligações de hidrogênio entre moléculas vizinhas, pois o flúor é muito eletronegativo e tem pares de elétrons livres.
– A ligação de hidrogênio é uma força intermolecular mais forte que o dipolo-dipolo comum, elevando significativamente o ponto de ebulição de \mathrm{HF} (aproximadamente 19{,}5\,^\circ\mathrm{C}).

Passo 4

Comparando as duas moléculas, as fortes ligações de hidrogênio em \mathrm{HF} superam as interações mais fracas de \mathrm{HCl}. Logo, \mathrm{HF} requer mais energia (temperatura mais alta) para romper suas interações intermoleculares.

Resposta

O composto com ponto de ebulição mais elevado é \mathrm{HF}, pois ele forma ligações de hidrogênio fortes, enquanto \mathrm{HCl} depende apenas de interações de dipolo-dipolo e de London, mais fracas.

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