RESOLUÇÃO DA LISTA COMPLEMENTAR – INTERAÇÕES INTERMOLECULARES E SUA
ASSOCIAÇÃO COM PROPRIEDADES FÍSICAS DAS SUBSTÂNCIAS
1 – E Molécula A: apesar de essa molécula apresentar somente ligações polares (entre
átomos diferentes), a geometria tetraédrica faz com que a soma dos vetores momentos de
dipolo de cada ligação seja nula. A molécula é, portanto, apolar
Molécula B: Essa molécula também apresenta apenas ligações polares, mas repare que sua
geometria linear faz com que os vetores momento de dipolo tenham mesma intensidade,
mesma direção e sentido contrário. O vetor momento de dipolo resultante é, portanto, nulo e
a molécula é apolar.
Molécula C: A geometria angular da molécula possibilita que os dois vetores momento de
dipolo, ao serem somados, resultem em um vetor não nulo. A molécula é, portanto, polar.
Molécula D: Como temos uma molécula diatômica, a simples existência de uma ligação polar
(entre átomos diferentes) já proporciona uma molécula polar.
2 – B Como o carbono e o hidrogênio apresentam eletronegatividades semelhantes, iremos
ignorar a polaridade causada por essas ligações e nos concentrarmos apenas nas ligações
significativamente polares, ou seja, as C-Cℓ. Observe as somas vetoriais:
μR
μR
μR = 0
Vemos que na molécula 3 (para-diclorobenzeno) os vetores momento de dipolo tem mesma
direção, mesma intensidade e sentido contrário. Resultam em um vetor momento de dipolo
resultante nulo, ou seja, a molécula como um todo é apolar.
A soma vetorial das outras duas moléculas leva a um vetor momento de dipolo resultante não
nulo. Logo, tanto as moléculas 1 e 2 (orto e meta-diclorobenzeno, respectivamente), são
polares.
3–
a) CH4 – 112K; NH3 – 240K; H2O – 373K
b) O metano não estabelece ligações de hidrogênio. Por ser uma molécula apolar, suas
interações intermoleculares são do tipo forças de London, bastante fracas. Dessa forma, o seu
ponto de ebulição é bastante baixo.
Tanto a amônia quanto a água podem realizar ligações de hidrogênio, ligações mais
fortes que, consequentemente, elevam o seu ponto de ebulição. Importante notar aqui que, o
oxigênio, por ser mais eletronegativo que o nitrogênio, realiza ligações de hidrogênio mais
fortes, o que eleva o seu ponto de ebulição em relação ao da amônia. Uma evidência de que a
ordem correta é essa é a de que, à temperatura e pressão ambiente – 298K e 1atm – a água
encontra-se no estado líquido e a amônia no estado gasoso.
4–
a) A variação do ponto de ebulição das substâncias depende basicamente de dois
fatores: natureza das interações moleculares e massa molar. Quanto mais intensa a interação
intermolecular, maior a quantidade de energia necessária para rompê-las e,
consequentemente, maior o ponto de ebulição. Da mesma forma, quanto mais “pesada” a
molécula, maior será a energia necessária para faze-la mudar de fase, logo, maior o ponto de
ebulição.
Na série de hidretos do grupo do carbono, todas as moléculas experimentam força
intermolecular de mesma natureza: forças de dispersão de London. Dessa forma, o fator
decisivo para a determinação do ponto de ebulição é a massa molar. Quanto maior a massa
molar do elemento central, maior o ponto de ebulição. É natural, portanto, que o ponto de
ebulição aumente conforme aumenta o período do elemento pertencente ao grupo do
carbono.
b) Além de terem uma massa molar menor, o fator decisivo que explica o menor ponto
de ebulição dos elementos do grupo do carbono é a natureza das interações intermoleculares:
os hidretos do grupo do carbono são moléculas apolares, enquanto os hidretos do grupo do
nitrogênio são moléculas polares. Suas interações intermoleculares são, portanto, dipolodipolo, mais intensas do que as dipolo induzido-dipolo induzido.
5–
a)
e
b) Misturas de partes iguais de CS2 e H2O não são miscíveis, uma vez que o dissulfeto
de carbono é apolar e a água é polar. Formam, portanto, uma mistura heterogênea.
Entretanto, são miscíveis partes iguais de CH4 e CS2, por serem ambas moléculas apolares. A
mistura que essas substâncias formam é homogênea.
c) A discrepância ocorre porque o NH3 estabelece ligações de hidrogênio, interação
intermolecular diferente e mais forte do que as moléculas restantes do seu grupo.
6–
a) A vitamina mais facilmente eliminada na urina é aquela mais solúvel em água.
Observando as estruturas das duas vitaminas, percebemos que a vitamina C tem maiores
possibilidades de formar ligações de hidrogênio com a água e, portanto, solubilizar-se nela.
b) A vitamina C tem vários grupos –OH, que formam ligações de hidrogênio, interação
intermolecular bastante forte. Na vitamina A, existe apenas um grupo hidroxila, sendo o resto
da molécula apolar. As interações intermoleculares entre as moléculas dessa vitamina são,
portanto, mais fracas. Por causa da existência de interações intermoleculares mais fortes, a
vitamina C tem maior ponto de fusão.
7a) O etanol é uma molécula relativamente pequena e que possui grupos hidroxila
terminais, o que possibilita a realização de ligações de hidrogênio com a água e explica,
portanto, sua solubilidade em qualquer proporção com a mesma.
b)
c)
5,3
7,4
Teor de água (%)
Condutibilidade
O NaCℓ, responsável pela condução de eletricidade, é solúvel em água e não no etanol.
Importante notar também que o sal só irá ser condutor quando solubilizado e dissociado.
Conforme aumenta o teor de água no etanol, mais cloreto de sódio consegue dissociar-se e,
portanto, a condutibilidade da solução aumenta. Segundo o enunciado, a variação é linear.
8 – D Os compostos I e IV são imiscíveis com a água, enquanto II e III são miscíveis.
Lembrando que compostos com polaridades semelhantes tendem a se solubilizar melhor,
concluímos que I e IV devem ser compostos apolares e II e III, polares. Com essa análise
podemos eliminar as alternativas a), c) e e).
Em seguida, analisamos o ponto de ebulição das substâncias, lembrando que maior massa
molar implica em maior ponto de ebulição. O composto IV tem um ponto de ebulição maior
que o I, ou seja, a molécula IV é maior do que a I. Portanto, o composto IV é o heptano e o I, o
hexano. Fazendo a mesma análise para os compostos II e III, concluímos que o composto III é o
1-propanol e o II, o etanol.
9 – C Observe as três moléculas possíveis. No 1-butanol há grupos hidroxila, o que significa
que encontramos nessa substância ligações de hidrogênio. No éter etílico, apesar de não ser
possível a realização de ligações de hidrogênio, a presença de oxigênio faz com que a molécula
seja polar, interagindo por interações do tipo dipolo-dipolo. Já o pentano é uma molécula
apolar, e as interações intermoleculares são do tipo dipolo induzido-dipolo induzido. O ponto
de ebulição e a solubilidade em água serão diretamente proporcionais à força das interações
intermoleculares que as moléculas podem realizar. Assim, concluímos que:
C – 1-butanol
B – éter etílico
A – pentano
10 –
11 – a) Os pares possíveis são 1 e 3, 1 e 4, 2 e 3 e 2 e 4. Somente esses pares mantém os
“degraus” com tamanho constante, como diz o enunciado.
b) Os pares presentes no DNA são 1 e 3 e 2 e 4, pois nesses pares a formação de
ligações de hidrogênio é maximizada. Observe: