Si bien puede ser difícil determinar el punto de ebullición exacto de una sustancia, muchos factores juegan para comparar si una sustancia tiene un punto de ebullición más alto que las demás.
1) Fuerza intermolecular . Note que es «fuerza intermolecular» en lugar de «fuerza intramolecular». La razón es que cuando hierves algo quieres transformar la sustancia del estado líquido al estado gaseoso, y eso solo se puede lograr debilitando la conexión de las moléculas, no rompiendo el enlace intramolecular de una molécula. En general, hay tres tipos de fuerza intermolecular: fuerza de dispersión de Londres [más débil], enlaces dipolo-dipolo e hidrógeno [más fuerte]. Cuanto más fuerte sea la fuerza, mayor será la cantidad de energía necesaria para romper la conexión entre las moléculas, por lo que el punto de ebullición es mayor.
- La fuerza de dispersión de Londres (LDF / Van der Waals) generalmente ocurre cuando no existe un dipolo significativo en la molécula (propano, hexano)
- El dipolo-dipolo ocurre cuando existe una cantidad observable de diferencia de carga entre los átomos de una molécula. Esto se puede ver en el caso del cloruro de hidrógeno. El átomo de cloro es más electronegativo, por lo que también atrae los hidrógenos más electropositivos de otras moléculas (pero no se une a ellos).
- El enlace de hidrógeno es el más fuerte. Ocurre si una molécula tiene un átomo de hidrógeno unido a F (flúor), O (oxígeno) o N (nitrógeno). Estos átomos son altamente electronegativos. Esto sucede en el caso del agua $ H_2O $ . Le recomiendo que piense por qué el enlace de hidrógeno es el más fuerte y Van der Waals (fuerza de dispersión de Londres) es la fuerza intermolecular más débil.
2). Masa molecular . Suponga que tiene dos sustancias, las cuales interactúan a través de LDF. Otra cosa a considerar es la masa de la molécula. Si la molécula es más grande, entonces el área de la superficie es más grande, lo que resulta en un LDF más grande. Esto nos lleva a la conclusión de que la masa de la molécula es proporcional al punto de ebullición.
3). Sucursales . En los alcanos (que constan únicamente de C y H), generalmente un alcano de cadena lineal tiene un punto de ebullición más alto que los alcanos ramificados similares debido al área de superficie entre dos moléculas adyacentes. Esto sería más difícil si el alcano tuviera ramificaciones. Compare: 2,3-dimetilbutano y hexano. Ambos tienen 6 carbonos, pero el punto de ebullición del 2,3-dimetilbutano es de 331,15 K mientras que el del hexano es de 341,15 K.
Eche un vistazo a su caso. $ H_2O $ contiene oxígeno, por lo que hay un enlace de hidrógeno. Aunque la electronegatividad del hidrógeno, el selenio, el azufre y el telurio son de alrededor de 0,1 a 0,48 de diferencia, en realidad no contribuye mucho al dipolo general de la molécula. Así que estos tres deben interactuar con el LDF. Podemos ver que el masa de azufre < selenio < telurio (S < Se < Te). Por lo que sabemos, cuanto mayor es la masa, mayor es el punto de ebullición.
Desde este punto podemos decir que: $ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $
Y una búsqueda rápida en Google nos mostrará que el punto de ebullición de estas moléculas es: $ H_2S (-60) < H_2Se ( -41,25) < H_2Te (-2.2) < H_2O $ (100)
Punto de ebullición o yo Los puntos de unión de los compuestos dependen de las fuerzas intermoleculares que actúan entre ellos. Ahora aquí podemos ver que el enlace de hidrógeno está presente en $ H_2O $ dando como resultado el punto de ebullición más alto entre ellos.En los otros compuestos actúan fuerzas de dispersión entre las moléculas que van aumentando a medida que aumenta la masa molecular. Entonces, $ H_2Te $ tiene la fuerza de dispersión más fuerte, por lo que, entre los tres restantes, tiene un punto de ebullición alto seguido de $ H_2Se $ y $ H_2S $ . Por lo tanto, el orden de aumento del punto de ebullición es $$ H_2S < H_2Se < H_2Te < H_2O $$ Y para responder a su pregunta, H2S tiene el punto de ebullición más bajo.