Força intermolecular

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As forças intermoleculares referem-se às forças de atração entre as moléculas.

Frequentemente são chamadas de forças de Van der Waals, em homenagem ao físico holandês Johannes van der Waals, que em 1873 obteve uma equação que , não somente incluiu a força de atração entre as partículas de um gás, mas que também corrigiu o fato que , em pressões altas, o volume das partículas se torna uma fração significativa do volume total do gás.

Dentro de uma molécula existem as ligações intramoleculares (ligações covalentes), que mantém unidos os átomos nesta molécula. Por exemplo, para romper as ligações (intramoleculares) H-----O da água, são necessários 463 kj em um mol de moléculas de água, mas somente 50 kj para superar as forças intermoleculares que mantem um mol de moléculas de água juntas.

Então as forças intramoleculares (dentro da molécula) precisam de mais energia para serem rompidas do que as forças intermoleculares (entre moléculas), que mantém as moléculas unidas.

É importante observar que os estudos das forças intermoleculares atem-se somente a substâncias covalentes, sem incluir ligações iônicas ou metálicas.

As forças intermoleculares podem ser divididas em 4 categorias:

1 – Dipolo-dipolo

2 – Dipolo-dipolo induzido

3 – Dipolo induzido – Dipolo induzido

4 – Ligação de Hidrogênio

Dipolo – Dipolo:

Ocorrem entre moléculas polares, que apresentam uma extremidade positiva e outra negativa, ou seja, a molécula possui polos.

A magnitude desta polaridade está refletida no momento de dipolo (µ ) da substância.

As moléculas de acetona de um removedor de esmalte de unha são polares (µ = 2,88 D) porque o átomo de carbono na ligação dupla C=O tem uma pequena carga positiva e o oxigênio, uma pequena carga negativa por causa de diferença de eletronegatividade.

O resultado é um líquido em que as moléculas se mantém unidas por uma extremidade positiva e outra negativa:

Dipolo – Dipolo induzido:

Ocorrem entre moléculas polares e apolares.

Moléculas apolares, como por exemplo, o tetracloreto de carbono possui uma geometria molecular que apresenta simetria tetraédrica, que distribui por igual a polaridade das ligações C---Cl, uma anulando a outra.

Quando a molécula de tetracloreto de carbono se aproxima da molécula de acetona, há uma leve distorção na nuvem eletrônica do tetracloreto, formando por um breve instante um no momento de dipolo (µ )muito pequeno.

É a mais fraca das forças intermoleculares.

Dipolo induzido – Dipolo induzido:

Ocorrem entre moléculas apolares.

Como os elétrons dentro de uma molécula estão em constante movimento, podem ocorrer flutuações nas densidades eletrônicas que acontecem em torno dos núcleos das moléculas apolares, o que provoca leve distorções nas nuvens eletrônicas das moléculas apolares vizinhas, como por exemplo Br2, que é um líquido em temperatura ambiente.

Estas interações entre moléculas apolares também são conhecidas como Forças de dispersão ou Forças de London.

Quanto maior a massa molecular, maior será a intensidade da força de dispersão e portanto, maior a ponto de ebulição.

Ligação de Hidrogênio:

Apesar de o nome ser ligação, ela não acontece dentro da molécula, e sim entre moléculas.

É uma interação extraordinariamente forte entre moléculas polares, portanto, não deixa de ser uma interação dipolo-dipolo, no entanto, acontecem com moléculas que possuem  H ligados a átomos muito eletronegativos, como: H-----N     ou     H-----O   ou   H-----F.

O Hidrogênio nesta molécula polar irá se unir covalentemente (pela aproximação da nuvem eletrônica) ao hidrogênio de outra molécula polar, formando uma espécie de ponte (Antigamente esta interação era chamada de ponte de hidrogênio, porém, o termo foi substituído por ligação de Hidrogênio).

Por causa da alta eletronegatividade dos átomos envolvidos, é a mais forte das forças intermoleculares, sendo necessário mais energia para rompê-las.

Referências

Química: estrutura e dinâmica, v. 1 / James N. Spencer, George M. Bodner, Lyman H.

Rickard; Tradução Edilson Clemente da Silva, Oswaldo Esteves Barcia - Rio de janeiro: LTC, 2007. 2v.

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