A temperatura de fusão, a de ebulição e o consequente estado físico de um composto dependem fundamentalmente de dois fatores: das forças intermoleculares existentes entre as moléculas do composto; do tamanho e, portanto, da massa molecular, das moléculas do composto; e, em se tratando de compostos orgânicos, do tipo de cadeia carbônica.
Agora, imagine que você trabalha em uma indústria química e está participando da síntese de substâncias que serão utilizadas como matéria-prima para a síntese de novos materiais. Para isso, você foi incumbido de participar da etapa de purificação dessas substâncias. Essas purificações serão realizadas por meio da técnica de recristalização, que é muito comum para compostos orgânicos sólidos. Essa técnica baseia-se na diferença de solubilidade do composto na temperatura ambiente e em temperaturas mais elevadas e só pode ser utilizada com solventes em que o composto seja muito mais solúvel na temperatura de ebulição do solvente do que na temperatura ambiente.
Assim, é fundamental conhecer os pontos de ebulição e entender como eles variam de uma substância para outra.
Sabe-se que os pontos de ebulição de compostos hidrogenados das famílias 14, 15, 16 e 17 da tabela periódica aumentam, em geral, à medida que se desce nos períodos. Contudo, esse padrão não é seguido pelas moléculas NH3, H2O e HF. O gráfico a seguir mostra a variação dos pontos de ebulição de compostos hidrogenados dessas famílias.
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De acordo com os conteúdos estudados nesta Unidade de Aprendizagem, explique por que os pontos de ebulição das moléculas NH3, H2O e HF são maiores que os das moléculas formadas por átomos de mesma família, seguindo a tendência de aumento, à medida que se desce nos períodos.
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Soluções para a tarefa
As altas temperaturas de fusão e ebulição das substâncias NH3, H2O e HF são atribuídas à presença de ligações de hidrogênio nessas moléculas.
Ligações de hidrogênio
São ligações que ocorrem quando o hidrogênio (H) se liga aos elementos flúor (F), oxigênio (O) ou nitrogênio (N). Como esses elementos são muito eletronegativos, o resultado é a formação de ligações químicas muito fortes.
Como essas ligações são muito fortes, elas são extremamente difíceis de serem quebradas, já que esse processo exige uma maior quantidade de energia. Com isso, o ponto de ebulição dessas substâncias é mais elevado. Essa temperatura aumenta ainda mais conforme o número de ligações de hidrogênio na molécula.
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