Aula 05 Forças intermoleculares

Transcrição

1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Química e Biologia Aula 05 Dr. Tiago P. Camargo

2 Forças entre moléculas Forças entre moléculas Como moléculas podem interagir entre elas e como isso afeta suas propriedades físicoquímicas? A energia potencial, sob a forma de forças intermoleculares, tende a reunir as moléculas. De acordo com a lei de Coulomb, a energia potencial eletrostática depende das cargas das partículas e das distâncias entre elas

3 Forças entre moléculas Forças entre moléculas Estas forças ajudam a explicar as mudanças de fases (estado físico).. Para uma molécula qualquer em um estado físico definido: Forças intramoleculares individual de cada molécula e independe do estado físico. ocorre entre moléculas da mesma substância e é afetada pelo estado físico.

4 Quanto uma molécula pode se aproximar de outra? O estado físico de uma substância depende da atração entre suas moléculas. Então a que distância elas podem se aproximar...? Comprimento de ligação e raio covalente A distância mais curta, chamada de distância entre dois átomos de Cl ligados na mesma molécula. A metade dessa distância é a Raio covalente. A maior distância entre dois átomos de Cl não ligados em moléculas adjacentes é chamada distância de van der Waals (VDW). Nesta distância, as atrações intermoleculares equilibram as repulsões das nuvens eletrônicas. O RAIO van der Waals é a metade da distância mais próxima entre núcleos de partículas idênticas não ligadas. O raio VDW de um átomo é sempre maior do que o seu raio covalente...

5 Quanto uma molécula pode se aproximar de outra? O estado físico de uma substância depende da atração entre suas moléculas. Então a que distância elas podem se aproximar...?

6 Tipos de forças entre moléculas e íons...

7 Forças íon-dipolo Interação entre um íon e uma molécula polar Exemplo: sais solubilizados em água

8 Forças dipolo-dipolo Atração que ocorre entre dipolos em moléculas polares... Exemplos: solventes orgânicos polares miscíveis

9 Forças dipolo-dipolo induzido Atração que ocorre entre dipolos e moléculas não polares... Exemplos: solventes orgânicos polares e não polares miscíveis

10 Forças de London (dispersões) Atração que ocorre entre dipolos momentâneos em moléculas apolares... Nature; 405, (2000) Exemplos: moléculas apolares e hidrocarbonetos

11 Ligações de hidrogênio Ocorre entre moléculas onde o átomo de hidrogênio faz ligação com átomos muito eletronegativos. Exemplos: água, amônia, etc...

12 Empacotamento de orbitais pi (pi-stacking) Interação existente entre moléculas com ligações pi, geralmente sistemas aromáticos (Interação entre dipolos). Exemplos: compostos aromáticos

13 Relação de interações e estrutura Como o carbono exibe diferentes propriedades físicas de acordo com o tipo de interação intermolecular que adota em suas formas alotrópicas. Grafite

14 Relação de interações e estrutura Como o carbono exibe diferentes propriedades físicas de acordo com o tipo de interação intermolecular que adota em suas formas alotrópicas. Diamante

15 Relação de interações e estrutura Como o carbono exibe diferentes propriedades físicas de acordo com o tipo de interação intermolecular que adota em suas formas alotrópicas. Fulereno

16 Relação energética

17 Consequências do tipo de interação..

18 Exemplos práticos... Kevlar

19 Exemplos práticos... DNA e RNA

20 Exemplos práticos... Cristais líquidos Os cristais líquidos são uma classe de materiais que podem se apresentar em estados da matéria compreendidos entre o Líquido e o Sólido

21 Solubilidade interação entre soluto e solvente..