UCPEL Fevereiro 2010
Compostos de HF, NH3 e H2O apresentam elevados pontos de fusão e ebulição, quando comparados a H2S e HC, por exemplo, devido às
ligações de hidrogênio.
forças de van der Waals.
forças de London.
interações eletrostáticas.
ligações iônicas.
Resolução
Para compreender por que HF, NH3 e H2O apresentam pontos de fusão e ebulição muito mais altos que moléculas de massa molar semelhante (H2S, HCl, CH4, etc.), devemos comparar as forças intermoleculares presentes nessas substâncias.
1. Polaridade da ligação X–H (X = F, O, N)
F, O e N são elementos altamente eletronegativos. As ligações X–H nesses compostos são bastante polarizadas, criando um átomo de hidrogênio parcialmente positivo (δ+) fortemente atraído por pares de elétrons não ligantes (lone pairs) de moléculas vizinhas.
2. Formação de ligações de hidrogênio
Essa atração intensa entre H δ+ e o par isolado de F, O ou N de outra molécula se denomina ligação de hidrogênio (H-bond). É a interação intermolecular mais forte entre moléculas covalentes neutras, superando as dipolo-dipolo convencionais e as forças de London.
3. Consequências energéticas
Como a ligação de hidrogênio demanda energia considerável para ser rompida, o agregado molecular permanece coeso até temperaturas mais altas. Por isso:
- HF (Teb ≈ 20 °C), H2O (100 °C) e NH3 (-33 °C) ebulem a temperaturas superiores às esperadas por sua massa molar.
- H2S (-61 °C) e HCl (-85 °C), que não formam ligações de hidrogênio significativas, apresentam pontos muito menores.
Logo, o fator responsável pelos elevados pontos de fusão/ebulição é a ligação de hidrogênio, correspondente à alternativa (A).
Dicas
Erros Comuns
- Forças de London: interações induzidas por dipolos instantâneos; presentes em todas as moléculas, mas dominantes em substâncias apolares.
- Dipolo–dipolo (ou de Keesom): atração entre dipolos permanentes de moléculas polares.
- Ligação de hidrogênio: caso especial de dipolo–dipolo quando H está ligado a F, O ou N. Exige H δ+ e par isolado em F, O ou N da molécula vizinha; muito mais forte que dipolo-dipolo comum.
- Interações iônicas: atração entre cátions e ânions; típicas de compostos iônicos, não de HF, NH3 ou H2O.
