Questão 2. (0,60 Pontos) Responda os itens a seguir justificando cada caso do ponto de vista das ligaçōes quimica interaçōes interpartículas e/ou propriedades dos líquidos e sólidos.
a) (0,2) Ordene as espécies amônia ( \mathrm{NH}_{3}, \mathrm{MM}=15,0 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ), fosfina ( \mathrm{PH}_{3}, \mathrm{MM}=34,0 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ) e arsina (As M M=78 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ) em ordem crescente de temperaturas de ebulição. Justifique.

Passo 1

O enunciado pede para ordenar em ordem crescente de ponto de ebulição as três hidretos do grupo 15: amônia \mathrm{NH}_3 (MM =15,0 g\cdot mo l^{-}¹), fosfina \mathrm{PH}_3 (MM =34,0 g\cdot mo l^{-}¹) e arsina \mathrm{AsH}_3 (MM =78,0 g\cdot mo l^{-}¹). Para isso, vamos comparar as forças intermoleculares que atuam em cada gás: forças de dispersão (London), dipolo–dipolo e, eventualmente, ligações de hidrogênio.

Passo 2

Analisando \mathrm{NH}_3:
  • A molécula é polar e tem ligações \mathrm{N–H} suficientemente polarizadas para formar ligações de hidrogênio intermoleculares.
  • Logo, além de forças de dispersão e dipolo–dipolo, existe ligação de hidrogênio, que é a mais forte das forças intermoleculares listadas.

Passo 3

Analisando \mathrm{PH}_3 e \mathrm{AsH}_3:
  • Tanto \mathrm{P–H} quanto \mathrm{As–H} são pouco polarizados, ou seja, não formam ligações de hidrogênio.
  • Nessas moléculas só atuam forças de dispersão (e um dipolo muito fraco).
  • Como a força de dispersão cresce com a massa molar e a polarizabilidade, \mathrm{AsH}_3 (MM =78) terá forças de dispersão mais fortes que \mathrm{PH}_3 (MM =34), elevando seu ponto de ebulição acima do da fosfina.

Passo 4

Comparando os três:
  • \mathrm{PH}_3 tem a menor massa molar e só forças de dispersão fracas → menor ponto de ebulição.
  • \mathrm{AsH}_3 é mais pesada → forças de dispersão mais intensas → ponto de ebulição intermediário.
  • \mathrm{NH}_3 forma ligações de hidrogênio → maior ponto de ebulição, mesmo tendo menor massa molar que \mathrm{AsH}_3.

Resposta

\mathrm{PH}_3 < \mathrm{AsH}_3 < \mathrm{NH}_3

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