Identifique, apresentando suas razões, que substância em cada par tem, provavelmente, - ponto de fusão normal mais alto (as estruturas de Lewis podem ajudar nos argumentos):
\r \mathrm{CHI}_{3} ou \r \mathrm{CHF}_{3}

Passo 1

O enunciado pede para identificar, com justificativas, qual das duas substâncias tem, provavelmente, o ponto de fusão normal mais alto:
  • \mathrm{CHI}_{3} (iodoformo)
  • \mathrm{CHF}_{3} (fluoroformo)
Informações dadas: apenas as fórmulas químicas dos dois compostos. Objetivo: decidir qual tende a ter maior ponto de fusão e explicar por quê.

Passo 2

Conceitos essenciais (explicados de forma didática):
  • Ponto de fusão normal é a temperatura à qual um sólido funde à pressão de 1\\ \mathrm{atm}.
  • Fatores que mais influenciam o ponto de fusão (resumo prático):
    1. Forças intermoleculares: quanto mais fortes, maior tendência do sólido resistir à fusão → ponto de fusão maior. Tipos principais:
      • Forças de London (dispersion forces): surgem por flutuações instantâneas da nuvem eletrônica; aumentam com a polarizabilidade e com a massa/área da superfície eletrônica da molécula.
      • Forças dipolo–dipolo: entre moléculas com dipolo permanente; dependem do momento dipolar.
      • Ligações de hidrogênio: muito fortes (ausentes nos nossos casos porque não há H ligado a O, N ou F com capacidade de H-bond aqui).
    2. Empacotamento cristalino e simetria: moléculas que se empacotam bem no sólido (geometria favorável, interação complementar) têm pontos de fusão mais altos.
    3. Massa molecular: moléculas mais pesadas tendem a ter forças de London maiores (por terem nuvens eletrônicas maiores).
  • Regra prática para decidir: compare massa/polarizabilidade (favorece molécula pesada e rica em elétrons) versus presença de dipolo permanente (favorece molécula polar). Muitas vezes, se uma molécula for muito mais pesada e muito mais polarizável, as forças de London dominam e ela terá ponto de fusão maior mesmo que a outra seja mais polar.

Passo 3

Calcular massas molares aproximadas (usar massas atômicas inteiras aproximadas para estimativa rápida):
  • Para \mathrm{CHI}_{3}: M(\mathrm{CHI}_{3}) \approx 12 + 1 + 3\times127 = 12 + 1 + 381 = 394\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}.
  • Para \mathrm{CHF}_{3}: M(\mathrm{CHF}_{3}) \approx 12 + 1 + 3\times19 = 12 + 1 + 57 = 70\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}.
Interpretação: \mathrm{CHI}_{3} é muito mais pesada (≈ \,394\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}) que \mathrm{CHF}_{3} (≈ \,70\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}).

Passo 4

Explicação sobre polarizabilidade e forças de London:
  • Átomos de iodo têm nuvens eletrônicas muito maiores e mais difundidas do que átomos de flúor; por isso são muito mais polarizáveis.
  • Polarizabilidade alta → flutuações instantâneas maiores → forças de London (forças de dispersão) muito mais fortes.
  • Como \mathrm{CHI}_{3} tem três iodos e grande massa eletrônica, suas forças de London são fortíssimas comparadas às de \mathrm{CHF}_{3}, que tem três flúorzinhos bem pequenos e pouco polarizáveis.

Passo 5

Discussão sobre dipolo permanente (dipolo–dipolo):
  • \mathrm{CHF}_{3} tende a ser uma molécula polar: ligações C–F são fortemente polares (flúor é muito eletronegativo), e com a presença do hidrogênio desequilibrando a simetria, existe um momento dipolar permanente razoável em \mathrm{CHF}_{3}. Isso favorece forças dipolo–dipolo entre moléculas de \mathrm{CHF}_{3}.
  • \mathrm{CHI}_{3} é, na prática, menos polar (os I são pouco eletronegativos comparados ao F, e a grande polarizabilidade tende a suavizar dipolos permanentes); portanto as forças dipolo–dipolo em \mathrm{CHI}_{3} são fracas ou moderadas.
  • Comparação: \mathrm{CHF}_{3} tem vantagem nas forças dipolo–dipolo; \mathrm{CHI}_{3} tem vantagem muito maior nas forças de dispersão.

Passo 6

Ausência de ligação de hidrogênio e efeito do empacotamento:
  • Nenhum dos dois forma ligações de hidrogênio clássicas (não há H ligado a O, N ou F que possa formar H-bond intermolecular forte suficiente para comparar).
  • Quanto ao empacotamento, moléculas grandes e pesadas com átomos volumosos (como I) podem estabelecer interações halogênio–halogênio e encaixes no cristal que reforçam a coesão do sólido; isso tende a aumentar o ponto de fusão de \mathrm{CHI}_{3}.

Passo 7

Combinação de todos os fatores e conclusão lógica:
  • \mathrm{CHI}_{3}: muito maior massa molecular, altíssima polarizabilidade (átomos de iodo), forças de London muito fortes; empacotamento sólido favorecido por I grandes.
  • \mathrm{CHF}_{3}: molécula leve, menos polarizável; tem dipolo permanente (forças dipolo–dipolo moderadas) mas isso não compensa a grande diferença nas forças de dispersão a favor de \mathrm{CHI}_{3}.
  • Regra prática aplicada: quando uma molécula é muito mais pesada e muito mais polarizável, as forças de dispersão dominam e determinam um ponto de fusão muito maior, mesmo se a outra molécula for mais polar.

Passo 8

Evidência experimental qualitativa (útil como checagem rápida):
  • Na prática experimental conhecida, \mathrm{CHI}_{3} é um sólido (iodoformo, cristalino) em condições ambientes, enquanto \mathrm{CHF}_{3} é um gás refrigerante em condições ambientes; isso confirma que \mathrm{CHI}_{3} possui ponto de fusão (e, na verdade, ponto de ebulição) muito maior que \mathrm{CHF}_{3}. (Aqui a observação experimental apenas corrobora o raciocínio físico anterior.)

Resposta

\mathrm{CHI}_{3}

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