Identifique, apresentando suas razões, que substância no par tem, provavelmente, o ponto de fusão normal mais alto (as estruturas de Lewis podem ajudar nos argumentos):
ou
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente descobrir qual substância no par tem o ponto de fusão normal mais alto:
ou
. O assunto aqui é forças intermoleculares, mais especificamente a tal da ligação de hidrogênio (H-bond). Para resolver, vamos precisar:
- Desenhar as estruturas de Lewis de cada molécula;
- Entender o que é ligação de hidrogênio e quantas cada molécula pode formar;
- Comparar como essas ligações influenciam o ponto de fusão.
Passo 2
Antes de mergulhar nas estruturas, vamos lembrar o que é ponto de fusão: é a temperatura em que o sólido vira líquido. Quanto mais fortes as forças entre as moléculas no estado sólido, maior tende a ser esse ponto.
Ligação de hidrogênio é um tipo forte de força intermolecular que aparece quando você tem um átomo de hidrogênio ligado a um átomo muito eletronegativo (N, O ou F), e esse H “liga” num par de elétrons livres de outro átomo eletronegativo vizinho.
Resumo: mais ligações de H → mais dificuldade de separar as moléculas → ponto de fusão maior.
Ligação de hidrogênio é um tipo forte de força intermolecular que aparece quando você tem um átomo de hidrogênio ligado a um átomo muito eletronegativo (N, O ou F), e esse H “liga” num par de elétrons livres de outro átomo eletronegativo vizinho.
Resumo: mais ligações de H → mais dificuldade de separar as moléculas → ponto de fusão maior.
Passo 3
Vamos às estruturas de Lewis em LaTeX:
-
Água,
:
H–O–H
O tem dois pares de elétrons livres (dots):• H-bond como doador: cada H ligado ao O faz 1 doação → 2 doadores.
• O como aceitador: 2 pares livres → 2 aceites.
Total potencial: 4 ligações de H por molécula em rede. -
Metanol,
:
H H
;|;/
H–C–O–H
;\cdot\cdot
O tem 2 pares livres, mas só 1 H ligado a O.
• Doadores: 1 (o H do –OH).
• Aceitadores: 2 pares livres.
Total potencial: 3 ligações de H por molécula.
Passo 4
Como a água pode formar em média mais ligações de hidrogênio simultâneas (4) do que o metanol (3), a rede cristalina sólida da
é mais “travada”. Isso faz com que a água precise de temperatura mais alta para derreter. De fato, os pontos de fusão normais são:
-
: 0 °C -
: –97 °C
Resposta
A substância com o ponto de fusão normal mais alto é
, por formar uma rede de ligações de hidrogênio mais intensa.