Organize os seguintes compostos GeH4, SiCl4, SiH4, CH4, e GeCl4 em ordem crescente de ponto de ebulição. Justifique apresentando os tipos de forças intermoleculares que cada um apresenta.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra organizar os compostos GeH₄, SiCl₄, SiH₄, CH₄ e GeCl₄ em ordem crescente de ponto de ebulição, justificando pelos tipos de forças intermoleculares.
Conteúdo: forças intermoleculares (especialmente forças de London/dispersion), polaridade molecular e massa molecular.
O que precisamos:
  • Identificar o tipo de força intermolecular em cada molécula.
  • Ver como a massa molecular (e, consequentemente, a polarizabilidade) afeta o ponto de ebulição.

Passo 2

Primeiro, vamos ver a geometria e polaridade desses compostos:
  • CH₄, SiH₄ e GeH₄ são moléculas tetraédricas com átomos iguais ligando o carbono, silício ou germânio ao hidrogênio. Todas são apolares.
  • SiCl₄ e GeCl₄ também são tetraédricas, com átomos de cloro, e também são apolares (porque as tensões de dipolo se cancelam).
Conclusão: todas as moléculas são apolares, então nenhuma faz ligação de hidrogênio nem dipolo–dipolo forte; só têm forças de London (dispersion forces).

Passo 3

Teoria rápida das forças de London (forças de dispersão):
  • Em moléculas apolares, as interações vêm de flutuações momentâneas na distribuição de elétrons.
  • Quanto maior a massa molecular e o “tamanho” da nuvem eletrônica, maior a polarizabilidade e mais fortes ficam essas forças.
  • Força de London ∝ polarizabilidade ∝ massa molecular.

Passo 4

Vamos anotar as massas molares aproximadas de cada um:
  • CH₄: 12 + 4×1 = 16 g/mol
  • SiH₄: 28 + 4×1 = 32 g/mol
  • GeH₄: 73 + 4×1 = 77 g/mol
  • SiCl₄: 28 + 4×35,5 ≃ 170 g/mol
  • GeCl₄: 73 + 4×35,5 ≃ 215 g/mol
Quanto maior a massa, maior a força de London e maior o ponto de ebulição.

Passo 5

Ordenando pela massa (e, logo, pela intensidade das forças de dispersão):
CH₄ (16) < SiH₄ (32) < GeH₄ (77) < SiCl₄ (170) < GeCl₄ (215)

Passo 6

Só pra reforçar:
  • CH₄ tem as menores forças de London, é o mais leve → menor ponto de ebulição.
  • GeCl₄ é o mais pesado e mais polarizável → maior ponto de ebulição.

Resposta

CH₄ < SiH₄ < GeH₄ < SiCl₄ < GeCl₄

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