Questões sobre propriedades físicas e interações intermoleculares

As propriedades físicas das substâncias estão intrinsecamente relacionadas à sua estrutura molecular. O conhecimento da Temperatura de Fusão (T.F.) e Temperatura de Ebulição (T.E.) são conceitos importantes para entender o tipo de interação intermolecular que determinada substância poderá realizar. Abaixo, é apresentada uma tabela com valores hipotéticos de T.F. e T.E. em oC a 1 atm de algumas substâncias denominadas como I, II, III, IV e V.

A solubilidade das substâncias depende principalmente das forças intermoleculares existentes entre as moléculas em questão. A força intermolecular, por sua vez, depende da polaridade das ligações químicas existentes na molécula e da geometria da molécula.

A temperatura de ebulição de uma substância, normalmente, aumenta à medida que aumenta a sua massa molecular. As moléculas de butano, acetona e álcool isopropílico possuem exatamente a mesma massa molecular. Porém, os seus pontos de ebulição são bastante destoantes, como apresentados na tabela abaixo:

As interações intermoleculares são as responsáveis pelos diferentes pontos de ebulição, descritos na tabela.

A diferença entre as temperaturas de ebulição de duas substâncias pode estar relacionada à massa molecular dessas duas substâncias ou ao tipo de interação intermolecular que ocorre entre elas. A tabela apresenta as temperaturas de ebulição de algumas substâncias.

O conhecimento sobre as propriedades físico-químicas pode ser útil para reconhecer e identificar certas substâncias.

Analise algumas propriedades físicas dos isômeros 1,3-diaminobenzeno e 1,4-diaminobenzeno apresentadas na tabela.

O conhecimento da estrutura química dos compostos orgânicos a seguir permite uma análise da natureza de suas interações intermoleculares e, se os valores de suas massas moleculares forem próximos, podem-se comparar suas propriedades físicas relativas.

Forças intermoleculares são responsáveis pela existência de diferentes fases da matéria, em que fase é uma porção da matéria que é uniforme, tanto em sua composição química quanto em seu estado físico. Com base nestas informações, relacione os termos às afirmações que melhor os descrevem.

(1) Ligações de hidrogênio

(2) Interações íon-dipolo

(3) Forças de London

(4) Interações dipolo-dipolo

( ) Podem ocorrer quando sólidos tais com KCl ou NaI, por exemplo, interagem com moléculas como a água.

( ) Podem ocorrer quando elementos com eletronegatividade elevada estão ligados covalentemente com o átomo de hidrogênio.

( ) São forças que estão presentes quando temos, por exemplo, uma amostra de acetona (propanona) dissolvida em etanoato de etila.

( ) Ocorrem entre compostos não polares, sendo esta um interação bastante fraca.