Os gases nobres têm sua distribuição da camada de valência completa. Dificilmente se combinam com outros elementos, não sendo utilizados pelo organismo dos seres vivos. Sobre os gases nobres, responda o que se pede:
O Hélio e o Xenônio possuem pontos de ebulição de 4,4 K e 166,5 K, respetivamente. Discuta o motivo de tamanha diferença sendo que ambos são gases nobres.
O Hélio e o Xenônio possuem pontos de ebulição de 4,4 K e 166,5 K, respetivamente. Discuta o motivo de tamanha diferença sendo que ambos são gases nobres.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me perguntou por que o hélio e o xenônio, ambos são gases nobres, têm pontos de ebulição tão diferentes: 4,4 K para o hélio e 166,5 K para o xenônio. A gente vai precisar entender um pouco sobre as forças intermoleculares e como elas influenciam nos pontos de ebulição desses gases.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre os gases nobres. Eles são chamados assim porque estão na última coluna da tabela periódica e têm suas camadas de valência completas, o que os torna bem estáveis e menos propensos a reagir com outros elementos. Isso significa que, em geral, eles existem como átomos isolados.
Passo 3
Agora, mesmo sendo inertes, os gases nobres ainda têm forças intermoleculares que mantêm os átomos juntos na fase líquida ou sólida. A principal força aqui são as chamadas forças de dispersão de London, que são um tipo de força de van der Waals.
Passo 4
As forças de dispersão de London ocorrem devido às flutuações temporárias na distribuição de elétrons ao redor de um átomo. Essas flutuações induzem dipolos temporários que atraem outros átomos próximos. A intensidade dessas forças depende de dois fatores principais:
- Massa Atômica: Átomos mais pesados têm mais elétrons e núcleos maiores, o que aumenta a polarizabilidade e fortalece as forças de dispersão.
- Tamanho Atômico: Átomos maiores têm distribuições de elétrons mais extensas, o que também contribui para forças intermoleculares mais fortes.
Passo 5
Vamos aplicar isso ao hélio e ao xenônio:
-
Hélio (He):
- Massa Atômica: Muito baixa (≈4 g/mol)
- Tamanho Atômico: Muito pequeno
- Isso significa que as forças de dispersão de London entre os átomos de hélio são extremamente fracas, resultando em um ponto de ebulição muito baixo (4,4 K).
-
Xenônio (Xe):
- Massa Atômica: Muito alta (≈131 g/mol)
- Tamanho Atômico: Muito maior que o do hélio
- Com mais elétrons e um núcleo maior, as forças de dispersão de London no xenônio são bem mais fortes, elevando consideravelmente seu ponto de ebulição para 166,5 K.
Passo 6
Portanto, a grande diferença nos pontos de ebulição entre o hélio e o xenônio, apesar de ambos serem gases nobres, se deve principalmente às diferenças na massa atômica e no tamanho dos átomos, que afetam diretamente a intensidade das forças de dispersão de London atuantes entre eles.
Resposta
A diferença significativa nos pontos de ebulição entre o hélio e o xenônio se deve às variações na massa atômica e no tamanho dos átomos, que influenciam a intensidade das forças de dispersão de London. O xenônio, sendo mais pesado e maior, possui forças intermoleculares mais fortes, resultando em um ponto de ebulição muito mais alto que o do hélio.