O gráfico a seguir indica a temperatura de ebulição de bromoalcanos (CnH2n+1Br) para diferentes tamanhos de cadeia carbônica.
| 9 F 18,998 |
| 17 Cl 35,453 |
| 35 Br 79,904 |
| 53 I 126,904 |
Considerando as propriedades periódicas dos halogênios, a alternativa que descreve adequadamente o comportamento expresso no gráfico de temperaturas de ebulição versus tamanho de cadeia carbônica para CnH2n+1F (□) e CnH2n+1I (●) é:
Note e adote:
P.E. = ponto de ebulição
Resolução
O gráfico fornecido mostra que a temperatura de ebulição dos bromoalcanos aumenta quando a cadeia carbônica fica maior. Para escolher o gráfico dos fluoroalcanos (□) e dos iodoalcanos (●), precisamos analisar também como a troca do halogênio altera as atrações entre as moléculas.
Na ebulição, as moléculas se afastam umas das outras, vencendo as atrações intermoleculares, sem romper as ligações entre os átomos de cada molécula. Quanto mais intensas forem essas atrações, maior será a temperatura necessária para o líquido entrar em ebulição, sob a mesma pressão.
Com o aumento da cadeia carbônica, aumenta o número de elétrons da molécula e a possibilidade de contato entre as moléculas. Isso intensifica as forças de dispersão de London, que são atrações relacionadas a alterações momentâneas na distribuição dos elétrons. Por isso, tanto os fluoroalcanos quanto os iodoalcanos devem apresentar temperaturas de ebulição crescentes com o tamanho da cadeia, assim como os bromoalcanos.
Para comparar moléculas com o mesmo tamanho de cadeia, observamos o halogênio. Na sequência flúor, bromo e iodo, aumentam o tamanho da nuvem eletrônica e sua polarizabilidade, isto é, a facilidade com que essa nuvem se deforma. Assim, as forças de dispersão tornam-se mais intensas nessa sequência. Embora a ligação carbono–flúor seja bastante polar, isso não torna a atração entre os fluoroalcanos maior que entre os iodoalcanos: nessa comparação, o efeito da polarizabilidade é determinante.
Portanto, para uma mesma quantidade de carbonos, a ordem esperada de temperatura de ebulição é: fluoroalcano < bromoalcano < iodoalcano. O gráfico indicado está correto: os quadrados apresentam temperaturas menores que as dos bromoalcanos, os círculos apresentam temperaturas maiores, e ambas as séries crescem com o tamanho da cadeia.