1. Identifique qual molécula apresentará temperatura de ebulição superior dentre os pares listados abaixo. Explique sua escolha sucintamente.
a) \mathrm{F}_{2} \mathrm{OuI}_{2}

Passo 1

O enunciado pede que eu identifique, entre o par dado, qual molécula terá temperatura de ebulição superior e explique sucintamente. O par fornecido é:
  • \mathrm{F}_2 e \mathrm{I}_2.
Informações relevantes do enunciado:
  • São duas moléculas diatômicas: \mathrm{F}_2 e \mathrm{I}_2.
  • Precisa-se comparar a temperatura de ebulição (ou seja, qual se torna gás a uma temperatura mais alta).

Passo 2

Primeiro ponto importante: classificar o tipo de interação intermolecular dominante em cada caso.
  • Tanto \mathrm{F}_2 quanto \mathrm{I}_2 são moléculas diatômicas homonucleares; isso significa que não há diferença de eletronegatividade entre os átomos e, portanto, as moléculas são apolares. Escrevendo:
\text{\(\mathrm{F}_2\) é apolar, \quad \(\mathrm{I}_2\) é apolar.}éé
  • Em moléculas apolares, a força intermolecular predominante é a força de London (ou dispersão de London), também chamada interação dipolo induzido — dipolo induzido.

Passo 3

Vou ensinar o conceito de forças de London de forma simples e concreta.
  • Forças de London surgem quando flutuações momentâneas na distribuição eletrônica de uma molécula criam um dipolo instantâneo, que induz um dipolo em moléculas vizinhas; o resultado é uma atração fraca, mas cumulativa.
  • Essas forças ficam mais fortes quando:
    1. A molécula é maior (maior “nuvem eletrônica”), porque a distribuição eletrônica é mais facilmente distorcida — isso chama-se maior polarizabilidade.
    2. A massa molar é maior, o que normalmente acompanha maior número de elétrons e maior tamanho atômico.
  • Em resumo: maior polarizabilidade ⇒ forças de London mais fortes ⇒ maior energia necessária para separar moléculas ⇒ maior temperatura de ebulição.

Passo 4

Comparação concreta entre \mathrm{F}_2 e \mathrm{I}_2.
  • Massa molar aproximada:
M(\mathrm{F}_2)=2\times19=38\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}, \qquad M(\mathrm{I}_2)=2\times127=254\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}.
  • Número de elétrons e tamanho: o iodo ( \mathrm{I}) tem muito mais elétrons e é muito maior em raio atômico do que o flúor ( \mathrm{F}). Isso torna \mathrm{I}_2 muito mais polarizável que \mathrm{F}_2.
  • Consequência direta: as forças de London em \mathrm{I}_2 são bem mais fortes do que em \mathrm{F}_2.

Passo 5

Ligar essa comparação ao ponto de ebulição.
  • Temperatura de ebulição é a temperatura na qual as moléculas têm energia térmica suficiente para vencer as forças intermoleculares que as mantêm no líquido (ou sólido) e passarem ao estado gasoso.
  • Como \mathrm{I}_2 tem forças de London muito maiores, é preciso uma temperatura bem mais alta para vaporizar \mathrm{I}_2 em comparação a \mathrm{F}_2.
  • Portanto, espera-se que \mathrm{I}_2 tenha temperatura de ebulição superior a \mathrm{F}_2.

Passo 6

Exemplo numérico (apenas para confirmar e fixar a ideia):
  • Valores experimentais (apenas como referência):
\text{Ponto de ebulição de \(\mathrm{F}_2\) } \approx -188{,}1^\circ\mathrm{C}, \qquad \text{Ponto de ebulição de \(\mathrm{I}_2\) } \approx 184{,}3^\circ\mathrm{C}.çãçã
Isso mostra claramente que \mathrm{I}_2 ferve a temperatura muito maior que \mathrm{F}_2, consistente com a explicação por polarizabilidade e forças de London.

Resposta

\mathrm{I}_2

Exercícios relacionados