Forças Intermoleculares

FORÇAS INTERMOLECULARES

• Johannes Diederik Van der Waals (1837-1923), físico holandês, recebeu o Prémio Nobel da Física em 1910 pelas suas pesquisas sobre os estados gasoso e líquido.

DEFINIÇÃO

• Tem origem eletrônica: surgem de uma atração eletrostática entre nuvens de elétrons e núcleos atômicos.

• As moléculas de uma substância sólida ou líquida se mantêm unidas através da atração existente entre elas.

• E são estas forças as responsáveis pela existência de 3 estados físicos. Sem elas, só existiriam gases.

• As forças intermoleculares são fracas, se comparadas com as ligações covalentes e iônicas.

• As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas dos compostos, como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade (miscibilidade), tensão superficial, etc.

Quanto maior a diferença na Eletronegatividade (En) entre os átomos da ligação, maior a Polaridade.

En PolaridadeDeste modo, nós temos:Ligação covalente apolar - Os átomos ligados têm igual eletronegatividade.Ligação covalente polar - Os átomos ligados têm diferente eletronegatividade.

POLARIDADE

As ligações dos compostos orgânicos - Entre átomos de Carbono ou entre átomos de Carbono e Hidrogênio: Apolares/pouco polares ( ↓En).

Outro elemento químico (O, N, Halogênios) Polaridade.

A presença destes polos (+/-) que faz com que as moléculas se aproximem e, consequentemente, ocorra a interação entre elas, as chamadas Forças Intermoleculares.

POLARIDADE

POLARIDADE

A intensidade da atração entre as moléculas depende da intensidade de seus dipolos.

Assim, quanto maior a diferença na Eletronegatividade, maior a intensidade dos polos. Logo, maior a Polaridade. Consequentemente, maior a força de atração entre as moléculas, ou seja, maior a Força Intermolecular.

As Forças Intermoleculares são classificadas conforme a intensidade do dipolo da molécula.

Então reveja os tipos de Forças Intermoleculares:

– Dipolo-Dipolo

– Dipolo instantâneo ( Força de London)

– Ligação (ou Ponte) de Hidrogênio

FORÇAS INTERMOLECULARES

Forças Intermoleculares

Molécula Exemplos

Dipolo-dipolo Polar H2, N2, S8,

C8H18, CCℓ4, CO2...

Força de London Apolar HCℓ, PCℓ3,

HCN...

Ligação de hirogenio

POLAR COM: H-F, H-O, H-N

HF, H2O,

NH3, HCOOH...

DIPOLO-DIPOLOOcorrem em moléculas polares, de modo que a extremidade negativa do dipolo de uma molécula se aproxime da extremidade positiva do dipolo de outra molécula. São mais fortes que as forças de dipolo instantâneo. Mistura de forças dipolo-dipolo atrativas e repulsivas. Características de grupos polares Ex.: C-X7A, C-N, C-O).

DIPOLO-DIPOLO

São as únicas que não foram estudadas pelo físico holandês Johannes Diederik Van der Waals, eles foram elucidadas pelo físico alemão Fritz Wolfgang London, por isso essas forças são denominadas de forças de London, forças de dispersão de London ou Dipolo induzido - Dipolo induzido.

É a mais fraca de todas as forças intermoleculares.

FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON

FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON

É uma atração que ocorre entre moléculas apolares, que quando se aproximam umas das outras, causam uma repulsão entre suas nuvens eletrônicas, que então se deformam, induzindo a formação de dipolos.

É característica das cadeias carbônicas.

Ex.: H2; N2; O2; CO2; BF3; CH4; He; Ne; etc.

O núcleo de uma molécula (ou átomo) atrai os elétrons da molécula adjacente (ou átomo).

Nesse instante, forma-se um dipolo (denominado dipolo instantâneo).

FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON

Força de dispersão de London: é significativa somente quando as moléculas estão próximas.

FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON

•A ligação de London depende :

- do número de electrões;

- do tamanho da molécula;

- da forma da molécula.

São encontradas em todas as substâncias.

A intensidade dessas forças aumenta com o aumento da massa molecular e dependem das formas moleculares.

• 9 F ; 17 Cl ; 35 Br ; 53 I

À medida que o raio atómico aumenta (aumento do nº de electrões) as forças de dispersão de London são mais fortes, daí que, à temperatura ambiente o flúor e o cloro são gases, o bromo é líquido e o iodo é sólido.

FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON

PONTE (OU LIGAÇÃO) DE HIDROGÊNIO

Forças de natureza elétrica do tipo dipolo-dipolo, porém bem mais intensas.O corre quando a molécula é polar e possui H ligado a elemento muito eletronegativo e de pequeno raio (F, O, N), de modo que o hidrogênio de uma molécula estabelece uma ligação com o átomo muito eletronegativo de outra molécula.

PONTE (OU LIGAÇÃO) DE HIDROGÊNIO

São as interações mais fortes.

Por serem muito fortes, as ligações de Hidrogênio contribuem de modo decisivo na ligação intermolecular total.

•Ex.: H2O; HF; NH3; etc.

PONTE (OU LIGAÇÃO) DE HIDROGÊNIO

•Exemplos de ligação de hidrogênio. As linhas sólidas representam ligações covalentes, as linha vermelhas pontilhadas representam ligações de hidrogênio.

PONTE (OU LIGAÇÃO) DE HIDROGÊNIO

• Energias das ligações de hidrogênio: 4 kJ/mol a 25 kJ/mol ou mais.

• São muito mais fracas que as ligações químicas ordinárias.

• No entanto, às ligações de hidrogênio são geralmente mais fortes que as forças dipolo-dipolo e de dispersão.

FORÇA DE LONDON

DIPOLO-DIPOLO LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO

INTENSIDADE CRESCENTE DAS FORÇAS INTERMOLECULARES

COMPARANDO AS FORÇAS INTERMOLECULARES

REFERÊNCIAS

• ATKINS, Peter. LORETTA, Jones. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente; tradução Ricardo Bicca de Alencastro.- 3º Ed- Porto Alegre: Bookman, 2006. 968 paginas.

• RUSSEL, J. Química Geral. V1 São Paulo: Pearson Makron Books, 1994.