Questão 5 (1,0 Ponto) - Duas moléculas A e B são capazes de realizar apenas interação de dispersão. Para que A tenha maior ponto de ebulição que B, a molécula A precisa apresentar qual característica?
a) ligação mais forte
b) maior polaridade
c) maior volume
d) menor raio

Passo 1

O enunciado diz que duas moléculas A e B interagem apenas por forças de dispersão (forças de London). Pergunta: para que A tenha maior ponto de ebulição que B, qual característica A precisa apresentar? As alternativas são:
a) ligação mais forte
b) maior polaridade
c) maior volume
d) menor raio
Informações dadas e o que importa aqui:
  • Ambas realizam apenas interação de dispersão (logo não há ligação de hidrogênio, nem dipolo-dipolo efetivo, nem íons).
  • Precisamos relacionar uma característica molecular com aumento do ponto de ebulição quando a única força intermolecular disponível é a dispersão.

Passo 2

O que é ponto de ebulição e por que ele depende de interações intermoleculares (explicação simples e necessária para a prova).
  • O ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão externa; para que uma molécula escape para a fase gasosa ela precisa “vencer” as atrações que a prendem no líquido.
  • Quanto mais fortes forem as atrações intermoleculares entre as moléculas, mais energia (temperatura) é necessária para separar as moléculas e, portanto, maior será o ponto de ebulição.
    Logo: para aumentar o ponto de ebulição é necessário aumentar a intensidade das forças intermoleculares presentes.

Passo 3

O que são forças de dispersão (forças de London) e o papel da polarizabilidade \alpha. Aula curta e direta:
  • Forças de dispersão surgem de flutuações instantâneas na distribuição eletrônica de uma molécula que induzem dipolos temporários em moléculas vizinhas. Essas atrações são sempre presentes, mesmo em moléculas não polares.
  • A grandeza que mede quão fácil é distorcer a nuvem eletrônica de uma molécula chama‑se polarizabilidade, denotada por \alpha. Quanto maior \alpha, maiores as dipolos instantâneos possíveis e mais fortes as atrações de dispersão.
  • Polarizabilidade \alpha aumenta com o número de elétrons e com o “tamanho”/volume da nuvem eletrônica: moléculas maiores, mais pesadas ou com maior superfície de contato têm \alpha maior.

Passo 4

Exemplos concretos para fixar a ideia (isto ajuda a lembrar na prova): tendência entre gases nobres e entre alcanos.
  • Gases nobres: os pontos de ebulição seguem a ordem aproximada \text{He} < \text{Ne} < \text{Ar} < \text{Kr} < \text{Xe}. Em temperaturas: \text{He}\approx -269^\circ\mathrm{C}, \text{Ne}\approx -246^\circ\mathrm{C}, \text{Ar}\approx -186^\circ\mathrm{C}, \text{Kr}\approx -152^\circ\mathrm{C}, \text{Xe}\approx -108^\circ\mathrm{C}.
    Isso mostra claramente: à medida que o átomo fica maior (mais elétrons, maior nuvem eletrônica), o ponto de ebulição aumenta por causa de forças de dispersão mais fortes.
  • Alcanos lineares: cadeias mais longas (maior volume/área de contato) têm pontos de ebulição maiores que cadeias curtas isômeras, novamente por aumento das dispersões.

Passo 5

Análise das alternativas, com eliminação cuidadosa:
  • a) ligação mais forte — ligações intramoleculares (ligações covalentes internas à molécula) não são o que determina diretamente o ponto de ebulição; ponto de ebulição depende de forças intermoleculares. Então essa opção é conceito errado no contexto.
  • b) maior polaridade — polaridade implica dipolo permanente e interações dipolo-dipolo; mas o enunciado diz que as moléculas só realizam interação de dispersão. Além disso, se fossem mais polares a força responsável deixaria de ser apenas dispersão. Portanto essa alternativa não se aplica ao caso dado.
  • c) maior volume — maior volume molecular significa nuvem eletrônica maior e maior polarizabilidade \alpha, o que fortalece as forças de dispersão e eleva o ponto de ebulição. Conceitualmente está alinhada com a física das forças de London.
  • d) menor raio — menor raio implica nuvem eletrônica mais compacta, menor polarizabilidade e, portanto, forças de dispersão mais fracas; isso reduziria o ponto de ebulição, logo opção contrária ao desejado.

Passo 6

Resumo didático para decorar (dica de prova): quando só existem forças de dispersão, compare tamanho/volume/massa e número de elétrons: maior volume → maior polarizabilidade \alpha → forças de dispersão mais fortes → maior ponto de ebulição. Guarde esse raciocínio em três passos na hora da prova.

Resposta

c) maior volume

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