Melhor resposta
Uma molécula é polar quando há uma distribuição assimétrica da densidade de elétrons dentro da molécula que resulta em um dipolo elétrico permanente. Isso normalmente ocorre quando as ligações covalentes polares são arranjadas de forma assimétrica em torno do átomo central da molécula.
No CHCl3, a forma molecular é tetraédrica, o que significa que os átomos H e os três átomos Cl ocuparão os vértices de um triângulo pirâmide baseada em torno do átomo C central.
Todas essas ligações são polares (CH apenas ligeiramente).
Então, vamos imaginar que os 3 átomos de Cl ocupam os 3 vértices na base da pirâmide, enquanto o átomo H ocupa o vértice no topo da pirâmide.
A ligação CH veria a densidade do elétron se deslocar ligeiramente em direção ao átomo C no centro da molécula (C tem maior eletronegatividade do que H).
As três ligações C-Cl veriam a densidade de elétrons se afastar do átomo C em direção aos átomos de Cl ao redor da base da pirâmide (Cl tem eletronegatividade maior que C).
O resultado veria um deslocamento líquido na densidade do elétron em direção à base do tetraedro (átomos de Cl), resultando em uma carga parcial naquele lado da molécula e uma carga parcial + no topo do tetraedro (átomo de H). Portanto, a molécula é polar.
Resposta
O tetraclorometano (CCl4) consiste em moléculas não polares interagindo por meio de forças de dispersão, enquanto o triclorometano (CHCl3) consiste em moléculas polares interagindo por meio de dipolo permanente -interações dipolo permanentes (pd-pd).
Para responder a esta pergunta de forma simples, CCl4 tem um ponto de ebulição mais alto do que CHCl3 porque as forças de dispersão em CCl4 são extensas o suficiente para ser mais forte do que as interações pd-pd em CHCl3.
Agora, eu sei que os livros sempre dizem que a regra geral é que as interações pd-pd são mais fortes do que as forças de dispersão. Existem, no entanto, muitas exceções a essa regra prática, e isso se deve a vários outros fatores que afetam a resistência geral das forças intermoleculares.
Alguns dos fatores que afetam a resistência geral das intermoleculares as forças estão listadas abaixo:
- Força de cada interação intermolecular (ou seja, o que os livros didáticos dizem sobre uma ligação de hidrogênio> um pd-pd interação> uma força de dispersão)
- Extensividade das interações intermoleculares (imagine as interações intermoleculares como “ligações” entre moléculas, quantas dessas “ligações” podem ser formadas entre duas moléculas. Vou desenvolver isso abaixo)
- Mudanças termodinâmicas, como entropia (explicado em detalhes em algumas das outras respostas)
- Etc
Comparando CCl4 e CHCl3, CCl4 tem um forma mais agradável / mais simétrica. Portanto, podemos esperar que sua embalagem seja mais compacta. Isso significaria que em uma amostra de CCl4, haveria sem dúvida uma maior área de superfície de contato entre duas moléculas de CCl4. Uma maior área de superfície de contato permitiria a formação de interações intermoleculares mais extensas.
Então, em CCl4, embora a força de cada interação intermolecular seja mais fraca em comparação com CHCl3, a extensão da interação intermolecular em CCl4 excede em muito o do CHCl3, de modo que a força geral das interações intermoleculares no CCl4 é mais forte do que no CHCl3.
Para colocar esta explicação em perspectiva, um cálculo usando valores arbitrários é mostrado abaixo:
Força de um força de dispersão = 4 Força de um pd-pd interação = 7 [Porque a interação pd-pd é mais forte do que a força de dispersão]
Máx. não. de “ligações” intermoleculares entre duas moléculas de CCl4 = 50 máx. não. de “ligações” intermoleculares entre duas moléculas de CHCl3 = 25 [Porque CCl4 pode ser empacotado de forma mais compacta]
Força total das “ligações” intermoleculares entre duas moléculas de CCl4 = 50×4 = 200 Força total das ligações “intermoleculares ”Entre duas moléculas de CHCl3 = 25×7 = 175
Espero que isso explique as coisas claramente.