Forças Intermoleculares

Forças Intermoleculares

Forças Intermoleculares são forças de atração entre moléculas polares, entre moléculas apolares, que definem várias características dos compostos moleculares, como ponto de fusão e ponto de ebulição, por exemplo.

Estas ligações entre moléculas são chamadas de forças de Van der Walls, em homenagem ao físico holandês que propôs sua existência.

Tipos de Ligações Intermoleculares

1. Força de atração entre dipolos induzidos ou temporários (forças de London)

Esse tipo de atração ocorre tanto em substâncias moleculares polares como apolares. No caso de substâncias moleculares apolares, é a única força de atração intermolecular que atua. 

As moléculas apolares não apresentam polos, pois seus vetores se anulam ( _r = 0). Mas quando moléculas apolares se aproximam, suas nuvens eletrônicas se repelem (cargas elétricas iguais se repelem), provocando movimento de elétrons que vão se deslocar para uma determinada região da molécula, deixando outras regiões deficiente em cargas negativas. Esse dipolo temporário induz a formação de um dipolo em moléculas apolares vizinhas e assim por diante. Como resultado, ocorre atração entre dipolos induzidos, o que mantém moléculas apolares atraídas.

Observe a figura:

As moléculas apolares, quando no estado sólido, se mantêm atraídas, portanto, por forças de Van Der Walls, do tipo dipolo induzido, formando o que é denominado cristal molecular.

Exemplo

Um exemplo de cristal molecular é o CO₂ sólido, conhecido como gelo seco; no CO₂ sólido, as moléculas apolares estão unidas pela força entre dipolos induzidos.

2. Forças de dipolo permanente ou dipolo-dipolo

Este tipo de força de atração entre moléculas ocorre apenas entre moléculas polares, pois estas apresentam polos elétricos positivos e negativos permanentes.

Exemplo

HCl no estado sólido

3. Pontes de hidrogênio

São forças intermoleculares que ocorrem em moléculas polares em que os polos positivo e negativo são muito intensos, ou seja, quando entre os átomos ligados há grande diferença de eletronegatividade. A ponte de hidrogênio é a mais intensa das forças intermoleculares.

As pontes de hidrogênio surgem em moléculas onde o hidrogênio está diretamente ligado ao flúor, ao oxigênio ou a nitrogênio:

Ponto de Fusão e Ebulição

A diferença básica entre os estados físicos de uma substância é a distância entre suas partículas. Portanto mudar o estado físico da matéria é criar condições de temperatura e pressão para aproximar ou afastar suas partículas.

Para atingir o estado de fusão ou de ebulição, deve-se aquecer a substância, a fim de promover o afastamento das partículas. Este afastamento é tanto mais difícil quanto mais intensas forem as forças de atração entre as moléculas.

Nos compostos iônicos, as forças de atração eletrostática entre cátions e ânions formam o cristal iônico. Compostos iônicos são sempre sólidos nas condições ambientes, ou seja, estas são as maiores forças de atração, portanto os compostos iônicos são os que apresentam os maiores pontos de fusão e ebulição.

Nos compostos moleculares, as forças de atração mais intensas são as pontes de hidrogênio, seguidas pelas forças de dipolo permanente (entre moléculas polares) e, por último, pelas forças entre dipolos induzidos (entre moléculas apolares).

Para comparar o ponto de ebulição entre compostos moleculares devemos considerar:

• 1. em moléculas de tamanhos próximos, a ordem decrescente de ponto de ebulição é: ponte de hidrogênio > dipolo-dipolo (permanente) > dipolo induzido;
• 2. em moléculas com o mesmo tipo de força de atração, a substância com maior ponto de ebulição será aquela formada por moléculas de maior tamanho.

Como as forças de atração mais intensas são as pontes de hidrogênio, sua presença eleva muito o ponto de ebulição de uma substância, quando comparado ao de outras substâncias semelhantes.

São todas moléculas polares, mas apenas H2O apresenta pontes de hidrogênio e, por isso, ela apresenta ponto de ebulição muito mais elevado que H2S, H2Se e H2Te. Observe o gráfico abaixo.

Solubilidade

Uma substância se dissolve na outra quando há separação de suas partículas de maneira que não é mais possível perceber sua presença, nem com a utilização de ultramicroscópio. Na dissolução de uma substância em outra, obtém-se uma solução, isto é, uma mistura homogênea. Em uma dissolução não há reação química.

Regra de Solubilidade

Quanto maior a semelhança química entre duas substâncias, maior a solubilidade entre elas. Por exemplo, duas substâncias polares e que apresentam pontes de hidrogênio são muito solúveis uma na outra.

A partir desta regra de solubilidade, pode-se determinar se uma substância é polar ou apolar, por meio de alguns testes simples.

Veja um exemplo.

A água é polar, mas e o açúcar, o óleo, a gasolina, a graxa, são polares ou apolares?

Como todos sabem, água e óleo formam mistura heterogênea; se isso ocorre é porque não são formados por moléculas semelhantes; sabemos que a água é polar, por isso, podemos concluir que o óleo é apolar.

O açúcar se dissolve bem na água (como você sabe, se você está com as mãos sujas de doce, a água as limpa muito bem); logo o açúcar também é polar (semelhante à água).

O mecânico limpa as mãos sujas de graxa não utilizando água, mas gasolina. Isso é possível porque a gasolina e a graxa são substâncias apolares (semelhantes).

Os detergentes e sabões dissolvem-se na água (polar) e, ao mesmo tempo, dissolvem as gorduras (apolares)? Por quê?

As moléculas de detergentes e sabões são polares e apolares ao mesmo tempo; a parte polar dissolve-se na água e a parte apolar produz a dissolução da gordura.

Fórmula genérica de uma molécula de detergentes e sabões

Faça um teste:

Coloque em um copo um pouco de água e um pouco de óleo; nessa mistura heterogênea adicione algumas gotas de detergente e agite com uma colher; você vai perceber que ocorre emulsificação, ou seja, o óleo mistura-se com a água na forma de minúsculas gotinhas, pois o detergente, sendo, ao mesmo tempo, polar e apolar, atrai moléculas das duas substâncias.

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