Questão 4- As moléculas de
e
possuem geomeria semethante, mas apresentam diferenças significativas, por exemplo, o ponto de ebulicão da áqua e de aproximada do ácido sulfídrico
é de
. Explique essa diferença baseado nas forças intermoleculares existentes entre cada molécula.
Passo 1
O enunciado nos diz que as moléculas de
e
têm geometria angular (em “V”), mas seus pontos de ebulição são muito diferentes: para a água é
e para o ácido sulfídrico é cerca de
. O conteúdo aqui é entender como as forças intermoleculares (dipolo–dipolo, ligações de hidrogênio e forças de London) influenciam o ponto de ebulição.
Passo 2
Ambas as moléculas são polares porque o átomo central (oxigênio ou enxofre) atrai elétrons mais fortemente do que o hidrogênio, gerando um momento dipolar. Porém, a eletronegatividade do oxigênio (
) é maior que a do enxofre (
), de modo que o momento dipolar de
é muito maior que o de
. Isso implica forças intermoleculares distintas.
Passo 3
Na água, cada molécula pode formar ligações de hidrogênio com vizinhas. A ligação de hidrogênio é uma interação forte entre o hidrogênio parcialmente positivo (
) ligado ao oxigênio e um par de elétrons não-ligantes (
) de outro oxigênio parcialmente negativo (
). Essas interações elevam muito a energia necessária para vaporizar a água, resultando em ponto de ebulição de
.
Passo 4
No
, o enxofre também atrai elétrons, mas forma ligações de hidrogênio muito fracas (praticamente inexistentes) porque o
é menos eletronegativo e possui orbitais mais “espalhados”. Assim, as moléculas de
mantêm-se juntas basicamente por dipolo–dipolo fraco e forças de dispersão de London (forças de van der Waals) que são muito menores do que as ligações de hidrogênio da água.
Passo 5
Como as forças de London e dipolo–dipolo em
são muito mais fracas que as ligações de hidrogênio em
, a energia térmica necessária para separar as moléculas de
é muito menor, fazendo com que seu ponto de ebulição fique em
, enquanto a água ferve a
.
Resposta
A diferença de ponto de ebulição se deve ao fato de a água formar ligações de hidrogênio fortes entre suas moléculas, ao passo que o
só possui dipolo–dipolo fraco e forças de London, muito menos intensas.