Forças intermoleculares II

9. (ITA - SP) A tabela abaixo apresenta os valores das temperaturas de fusão (T_f) e de ebulição (T_e)^de halogênios e haletos de hidrogênio.

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a) Justifique a escala crescente das temperaturas T_f e T_e do F₂ ao I_2.


Minha resposta: A molécula de I₂ é maior do que F₂, logo tem temperaturas de fusão e temperatura de ebulição maiores.

Resposta do livro: A molécula I₂ tem maior tamanho do que a molécula de F₂; logo tem também T_f e T_e maiores.


b) Justifique a escala decrescente das temperaturas T_f e T_e do HF ao HCL 

Minha resposta: Essas são ligações de hidrogênio. Mas a molécula de HF é maior do que a de HCL, pois a temperatura de HF é maior do que a da HCL.

Resposta do livro: A interação das moléculas de HF são do tipo ligação de hidrogênio. Essas interações são mais fortes do que as existentes entre as moléculas de HCL (dipolo resistente-dipolo resistente ) propiciando, assim, uma T_{f e} T_e maiores para o ácido fluorídrico (HF)

c)  Justifique a escala crescente das temperaturas T_f e T_e do HCL do HI.

Minha resposta: Os dois têm ligação de hidrogênio e são dipolo-dipolo.Mas a molécula de HI é maior do que a de HCL.

Resposta do livro: Embora ambas tenham o mesmo tio de interação intermolecular, dipolo resistente-dipolo resistente, a molécula de HI tem maior tamanho, portanto tem também as maiores T_e e T_f.

Você tem certeza de que esta é a imagem correspondente à questão?

Thiago Lira escreveu:Você tem certeza de que esta é a imagem correspondente à questão?

Já postei a imagem certa. Naquela tinha postado a imagem errada, na verdade essa imagem era de um outro exercício.

E onde estaria a sua dúvida, residentevil2?

Em relação as minhas respostas e as respostas do livro.

Peço desculpas por não ter examinado corretamente suas respostas e identificado suas dúvidas. Gostaria de esclarecer e exemplificar a causa dos fenômenos observados na variação de temperatura de modo mais informativo.

Analisemos primeiramente os casos das moléculas apolares. Observa-se que são compostas por ametais, com mais especificação os halogênios, átomos que possuem como característica geral sete átomos em sua camada de valência.
Observa-se uma sequência formada nestas moléculas: os átomos de F, Cl, Br e I, nesta ordem, possuem maior número atômico. Deste modo, o número de elétrons em órbita é maior e concomitantemente o raio atômico cresce.
Consideremos na resolução desta questão o fato de que a mudança de estado físico de uma substância se deve ao acréscimo de energia (neste caso, térmica). Temperaturas altas fornecem energias igualmente altas.

(A) As forças que atuam nestas moléculas são de Van der Waals: interações intermoleculares de intensidade relativamente baixa. Portanto, a energia necessária para o rompimento das ligações não são elevadas. Como a carga atômica instantânea é a causa da interação, átomos que possuem um número maior de partículas carregadas (isto é, elétrons) sofrerão tais interações com intensidade maior - e, assim, precisarão de energias mais elevadas para a ocorrência da mudança de estado.
Logo, podemos afirmar que a molécula formada por átomos de iodo (A = 54) deve receber uma mudança de temperatura maior que a molécula de bromo (A = 35), que por sua vez deve receber mais energia que a molécula de cloro (A = 17), e assim por diante.

No segundo caso, no entanto, lidamos com hidrácidos - átomos de ametais ligados covalentemente ao hidrogênio. Observa-se o diagrama de eletronegatividade dos elementos: F, O, N, Cl, Br, I, S, C, P, H para a resolução das perguntas seguintes.

(B) As moléculas de ácido fluorídrico conectam-se por ligações de hidrogênio (dentre as interações intermoleculares, a que possui maior intensidade e atua sobre átomos de flúor, oxigênio e nitrogênio ligados a átomos de hidrogênio) e portanto necessitam de energia elevada para a fusão e ebulição. As moléculas de ácido clorídrico, no entanto, são conectadas por forças do tipo dipolo permamente-dipolo permanente por conta da polaridade. Independente da eletronegatividade, as interações por meio desta força são mais fracas que as pontes de hidrogênio e necessitam de menor energia.

(C) As interações entre as três moléculas observadas são do tipo dipolo permanente-dipolo permanente. Assim, leva-se em consideração a eletronegatividade dos elementos que as compõem.
Eletronegatividade maior = forças de grande intensidade = mais energia para romper as ligações = temperatura maior.
Assim, a molécula de ácido clorídrico possui pontos de fusão e ebulição menores que a molécula de ácido bromídrico, e o mesmo com a molécula de ácido iodídrico.

Espero ter ajudado e peço desculpas caso minha explicação esteja falha em algum ponto, pois recém pude ser considerado estudante do ensino médio. Caso restem dúvidas, sinta-se livre para perguntar.