Qual membro de cada um dos seguintes pares de compostos tem o ponto de ebulição mais alto? Justifique.
a)
ou
a)
Passo 1
O enunciado pede para compararmos o ponto de ebulição de
e
. O conteúdo envolvido é o de forças intermoleculares, em especial as forças de London (dipolo induzido). Para resolver, vamos analisar a estrutura e a massa molecular de cada gás e como isso afeta a polarizabilidade e, consequentemente, o ponto de ebulição.
Passo 2
Tanto
quanto
são moléculas diatômicas não-polares, ou seja, não têm dipolo permanente. Logo, a única força intermolecular relevante entre suas moléculas é a força de dispersão de London, que depende de quão facilmente a nuvem eletrônica pode ser distorcida (polarizabilidade).
Passo 3
A polarizabilidade cresce com o tamanho e a massa molecular: moléculas mais pesadas têm elétrons mais frouxos e mais fáceis de deslocar, gerando dipolos instantâneos mais fortes. A massa molar de
é
enquanto a de
é
Como
é mais pesado, ele tem maior polarizabilidade e, portanto, forças de dispersão mais intensas.
Passo 4
Forças de dispersão mais fortes exigem mais energia para separar as moléculas (passar ao vapor), elevando o ponto de ebulição. De fato,
mostrando que
ferve a uma temperatura maior que
.