- Identifique qual molécula apresentará temperatura de ebulição superior dentre os pares listados abaixo. Explique sua escolha sucintamente.
a)
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:
-
e .
Informações relevantes do enunciado:
- São duas moléculas diatômicas:
e . - 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
quanto são moléculas diatômicas homonucleares; isso significa que não há diferença de eletronegatividade entre os átomos e, portanto, as moléculas são apolares. Escrevendo:
- 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:
- A molécula é maior (maior “nuvem eletrônica”), porque a distribuição eletrônica é mais facilmente distorcida — isso chama-se maior polarizabilidade.
- 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
e
.
- Massa molar aproximada:
- Número de elétrons e tamanho: o iodo (
) tem muito mais elétrons e é muito maior em raio atômico do que o flúor ( ). Isso torna muito mais polarizável que . - Consequência direta: as forças de London em
são bem mais fortes do que em .
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
tem forças de London muito maiores, é preciso uma temperatura bem mais alta para vaporizar em comparação a . - Portanto, espera-se que
tenha temperatura de ebulição superior a .
Passo 6
Exemplo numérico (apenas para confirmar e fixar a ideia):
- Valores experimentais (apenas como referência):
Isso mostra claramente que
ferve a temperatura muito maior que
, consistente com a explicação por polarizabilidade e forças de London.