Ponto de ebulição inferior do benzeno:

O benzeno tem um ponto de ebulição mais baixo (80,1 °C) do que o tolueno (110,6 °C) devido às suas forças intermoleculares mais fortes. As moléculas de benzeno são mantidas unidas por forças de dispersão de Londres mais fortes em comparação com o tolueno. As forças de dispersão de Londres são atrações temporárias que surgem devido ao movimento constante dos elétrons dentro da molécula.

A distribuição simétrica de elétrons no benzeno permite o empilhamento eficiente de moléculas, maximizando essas forças de dispersão de Londres. Em contraste, o tolueno possui um grupo metila ligado ao anel benzênico, introduzindo assimetria e interrompendo o empilhamento eficiente. A presença do grupo metila também introduz um obstáculo estérico adicional, que inibe ainda mais o empacotamento próximo das moléculas de tolueno. Como resultado, as forças intermoleculares no benzeno são mais fortes, levando a um ponto de ebulição mais baixo.

Ponto de fusão mais alto do benzeno:

O benzeno tem um ponto de fusão muito mais elevado (5,5 °C) em comparação com o tolueno (-95 °C) devido à sua maior energia de rede. No estado sólido, as moléculas de benzeno estão dispostas em uma rede cristalina altamente ordenada. As forças de dispersão mais fortes de Londres no benzeno contribuem para uma estrutura de rede mais estável e rígida.

Por outro lado, a presença do grupo metila no tolueno perturba o empilhamento eficiente das moléculas no estado sólido. O grupo metila dificulta o empacotamento próximo e introduz assimetria na estrutura da rede, resultando em forças intermoleculares mais fracas. Esta estrutura de rede mais fraca no tolueno leva a um ponto de fusão mais baixo.

Em resumo, o ponto de ebulição mais baixo do benzeno pode ser atribuído às suas forças intermoleculares mais fortes no estado líquido, enquanto o seu ponto de fusão mais elevado é uma consequência da sua energia de rede mais forte no estado sólido.