Ciências da NaturezaQuímica Geral (Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Geometria)Difícil

Questão de Química Geral (Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Geometria) — ENEM

Em uma pesquisa sobre o comportamento térmico de substâncias, cientistas observam um dado curioso: a água (H₂O) entra em ebulição a 100 graus Celsius, enquanto o sulfeto de hidrogênio (H₂S), uma molécula da mesma família e de massa molecular maior, ferve em torno de 60 graus Celsius negativos. Pela tendência das forças de dispersão, que crescem com a massa, esperaríamos o contrário. A explicação está no tipo de força intermolecular: na água, cada átomo de hidrogênio está ligado a um oxigênio muito eletronegativo e pequeno, condição que permite a formação de ligações de hidrogênio intensas entre as moléculas. No H₂S, o enxofre é maior e menos eletronegativo, de modo que esse tipo de interação forte não se estabelece. Considerando essa diferença de interações para a saúde dos ecossistemas aquáticos, o que explica o ponto de ebulição muito mais alto da água?
AA água forma ligações de hidrogênio fortes, ausentes no H₂S, exigindo mais energia para ferver.
BA água tem maior massa molecular que o H₂S, gerando dispersão de London mais intensa.
CA água é apolar e o H₂S é polar, o que reduz as interações no sulfeto de hidrogênio.
DO enxofre é mais eletronegativo que o oxigênio, formando ligações de hidrogênio no H₂S.
EAs duas substâncias têm a mesma força intermolecular, e a diferença é apenas experimental.

Gabarito comentado

A ligação de hidrogênio é a mais forte das forças intermoleculares e ocorre somente quando o hidrogênio está ligado a flúor, oxigênio ou nitrogênio, elementos pequenos e muito eletronegativos. Sua presença na água eleva drasticamente o ponto de ebulição em relação a moléculas análogas como o H₂S, explicando muitas propriedades vitais da água.

Resolução passo a passo

O ponto de ebulição mais alto reflete forças intermoleculares mais intensas, que exigem mais energia para separar as moléculas. Na água, o hidrogênio está ligado ao oxigênio, elemento pequeno e muito eletronegativo, condição necessária para a ligação de hidrogênio, que é uma interação forte. No H₂S, o enxofre é maior e menos eletronegativo, e por isso não satisfaz a exigência da ligação de hidrogênio, restando interações mais fracas. A opção sobre maior massa da água é falsa, uma vez que o H₂S é mais pesado, e ainda assim ferve a temperatura muito menor. Dizer que a água é apolar inverte os fatos, já que ela é polar. Afirmar que o enxofre é mais eletronegativo que o oxigênio é incorreto, pois o oxigênio é mais eletronegativo. Atribuir tudo a erro experimental ignora a química envolvida. Logo, são as ligações de hidrogênio.

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