Como a formação de ligação de hidrogênio afetam as propriedades do
e
comparado aos hidretos da mesma família?
Passo 1
O enunciado pede para compararmos as propriedades físicas de
,
e
com os hidretos mais pesados de seus grupos (por exemplo,
,
,
etc.), levando em conta a presença de ligação de hidrogênio. O conteúdo aqui é forças intermoleculares, em especial ligação de hidrogênio, e vamos usar dados de ponto de fusão, ebulição, viscosidade, tensão superficial e solubilidade para ilustrar o efeito.
Passo 2
Ligação de hidrogênio ocorre quando um átomo de hidrogênio já ligado covalentemente a um elemento muito eletronegativo (F, O ou N) interage com um par de elétrons não-ligantes de outra molécula. Isso gera uma força intermolecular extra, mais forte que dipolo–dipolo comum, mas mais fraca que ligação covalente.
Passo 3
Vamos comparar os pontos de ebulição:
tem
, enquanto
ferve a
.
ferve a
, já
a
.
ferve a
, contra
de
.
Esses saltos enormes mostram que a ligação de hidrogênio em ,
e
eleva muito o ponto de ebulição em comparação aos hidretos sem essa interação.
Esses saltos enormes mostram que a ligação de hidrogênio em
Passo 4
Além de
e
, a ligação de hidrogênio aumenta a viscosidade e a tensão superficial. Por exemplo, a água tem tensão superficial
,mN/m a
, bem maior que a de
. A solubilidade em água de compostos com F–H, O–H ou N–H também é favorecida, pois podem formar ligações ao soluto e à própria água, explicando por que
e
são altamente solúveis em água.
Passo 5
No caso da água, a ligação de hidrogênio forma uma rede tetraédrica em gelo, tornando-o menos denso que a água líquida—uma exceção importante na natureza. Isso não ocorre em
ou outros hidretos sem ligação de hidrogênio forte.
Resposta
A formação de ligação de hidrogênio em
,
e
gera forças intermoleculares extras que elevam substancialmente seus pontos de fusão e ebulição, aumentam viscosidade e tensão superficial, melhoram solubilidade em água e, no caso da água, levam ao gelo menos denso que o líquido. Essas características são muito mais pronunciadas do que nos hidretos da mesma família que não formam ligação de hidrogênio.