Que forças intermoleculares têm de ser vencidas para:
Levar o bromo molecular à ebulição

Passo 1

O que o enunciado pede: identificar quais forças intermoleculares precisam ser vencidas para levar o bromo molecular à ebulição.
Informações relevantes dadas / óbvias sobre o problema:
  • A espécie em questão é o bromo molecular, que escrevemos como \mathrm{Br}_2.
  • A ebulição significa passar do líquido para o gás, portanto é preciso vencer as forças que mantêm as moléculas unidas no líquido.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a natureza de \mathrm{Br}_2. \mathrm{Br}_2 é uma molécula diatômica formada por dois átomos de bromo idênticos; como os átomos têm a mesma eletronegatividade, a molécula é apolar (sem dipolo permanente). Então concluímos: não existem dipolos permanentes em \mathrm{Br}_2.
O que isso implica (de forma simples)? Se a molécula é apolar:
  • Não há forças dipolo-dipolo permanentes.
  • Não há possibilidade de ligação de hidrogênio entre moléculas de \mathrm{Br}_2.
    Logo, as forças intermoleculares que restam são as forças de dispersão (forças de London) que atuam entre moléculas apolares.

Passo 3

Explicando as principais classes de forças intermoleculares (resumido, para decidir o que vale para \mathrm{Br}_2):
  • Forças iônicas: entre íons — não aplicável a \mathrm{Br}_2 (molécula neutra).
  • Dipolo-dipolo (permanente): entre moléculas polares — não aplicável porque \mathrm{Br}_2 é apolar.
  • Ligação de hidrogênio: caso especial do dipolo-dipolo envolvendo H ligado a F/O/N — não aplicável.
  • Forças de dispersão (London): presentes em todas as moléculas, dominantes em moléculas apolares como \mathrm{Br}_2.

Passo 4

Agora, uma “aula” curta sobre forças de dispersão de London (muito importante para a prova):
  • O que são: são atrações causadas por dipolos instantâneos e induzidos. Mesmo numa molécula apolar, em um dado instante a distribuição de elétrons pode ser assimétrica, criando um dipolo instantâneo. Esse dipolo instantâneo induz um dipolo em uma molécula vizinha; a interação dipolo–dipolo resultante é atrativa.
  • Como se descreve qualitativamente: a energia de interação de London entre duas partículas, em função da distância intermolecular r, tem a forma típica
V(r) \approx -\frac{C_6}{r^6},
onde C_6 é uma constante positiva que depende da polarizabilidade das partículas e suas propriedades eletrônicas. Aqui:
  • r é a distância entre centros das moléculas;
  • C_6 cresce com a polarizabilidade.
  • O que é polarizabilidade ( \alpha)? É a facilidade com que a nuvem eletrônica de uma molécula é distorcida por um campo elétrico (real ou de um dipolo vizinho). Átomos maiores e com elétrons mais distantes do núcleo são mais polarizáveis.
  • Consequência prática: moléculas maiores / mais massivas e mais polarizáveis têm forças de dispersão mais fortes, portanto pontos de ebulição maiores.

Passo 5

Aplicando isso a \mathrm{Br}_2:
  • O bromo é relativamente pesado (comparado, por exemplo, ao cloro \mathrm{Cl}_2) e tem muitos elétrons — isso torna \mathrm{Br}_2 bastante polarizável.
  • Por isso as forças de dispersão entre moléculas de \mathrm{Br}_2 são relativamente fortes, suficientes para que \mathrm{Br}_2 seja líquido à temperatura ambiente e apresente um ponto de ebulição relativamente alto para um halogênio diatômico (o ponto de ebulição do bromo é aproximadamente 58{,}8^\circ\mathrm{C}, enquanto o do cloro é aproximadamente -34^\circ\mathrm{C}; esses números ilustram o efeito do aumento de massa/polarizabilidade).

Passo 6

Religando ao objetivo prático (o que precisa ser vencido para ebulição): para vaporizar \mathrm{Br}_2 é preciso fornecer energia suficiente para vencer as atrações intermoleculares que mantêm as moléculas no líquido — e, no caso de \mathrm{Br}_2, a atração principal a ser vencida são as forças de dispersão (forças de London, também chamadas de forças de van der Waals induzidas).
Observação motivadora: não desanime — na prova, quando vir uma molécula apolar e pesada, já acenda a luzinha: “forças de dispersão dominam”. Isso resolve a maior parte das perguntas desse tipo.

Resposta

Forças de dispersão de London (forças de van der Waals, dipolo instantâneo — dipolo induzido).

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