Aqui estão as principais propriedades que afetam os pontos de fusão e ebulição de uma molécula:
1. Forças intermoleculares (IMFs): *
ligação de hidrogênio: O tipo mais forte de FMI. Ocorre quando o hidrogênio é ligado a átomos altamente eletronegativos como oxigênio, nitrogênio ou fluorina. As moléculas que podem formar ligações de hidrogênio têm pontos de fusão e ebulição significativamente mais altos. (por exemplo, água, álcoois)
* Interações dipolo-dipolo: Ocorrem entre moléculas polares com dipolos permanentes. Mais fracos que as ligações de hidrogênio, mas ainda contribuem para maiores pontos de fusão e ebulição. (por exemplo, acetona, clorofórmio)
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Forças de dispersão de Londres (LDFs): Presente em todas as moléculas, independentemente da polaridade. Essas forças surgem de dipolos temporários e induzidos. A força dos LDFs aumenta com o tamanho e o peso molecular da molécula. (por exemplo, hidrocarbonetos como metano, propano, butano)
2. Forma e tamanho molecular: *
Área de superfície: As moléculas com áreas de superfície maiores têm mais pontos de contato para interações do FMI, levando a maiores pontos de fusão e ebulição.
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ramificação: As moléculas ramificadas têm menos área de superfície para contato, levando a FMIs mais fracos e pontos de fusão e ebulição mais baixos em comparação com isômeros não ramificados.
3. Peso molecular: * As moléculas mais pesadas têm LDFs mais fortes, resultando em maiores pontos de fusão e ebulição. Isso é especialmente importante para moléculas não polares, onde os LDFs são a força intermolecular primária.
4. Polarizabilidade: * A polarizabilidade refere -se à facilidade com que a nuvem de elétrons de uma molécula pode ser distorcida. Moléculas mais polarizáveis têm LDFs mais fortes, levando a maiores pontos de fusão e ebulição.
5. Estrutura cristalina: * O arranjo de moléculas em um sólido pode afetar o ponto de fusão. Estruturas cristalinas mais ordenadas geralmente têm pontos de fusão mais altos.
Exemplos ilustrativos: *
água (h₂o): A ligação forte de hidrogênio resulta em um ponto de fusão e ebulição muito alto (0 ° C e 100 ° C).
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metano (ch₄): Apenas LDFs, portanto, possui um ponto de fusão e ebulição muito baixo (-182 ° C e -164 ° C).
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etanol (ch₃ch₂oh): A ligação de hidrogênio, portanto, possui um ponto de fusão e ebulição mais alto que o etano (ch₃ch₃), que possui apenas LDFs.
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pentane (c₅h₁₂): Maior peso molecular que butano (c₄h₁₀), por isso possui um ponto de ebulição mais alto.
Resumo: Os pontos de fusão e ebulição de uma molécula são determinados por uma combinação de fatores, principalmente a força das forças intermoleculares, tamanho molecular e forma. A compreensão dessas propriedades ajuda a prever e explicar as propriedades físicas das substâncias.
