intermoleculares forças de atração que ocorrem entre as moléculas bem mais fracas intramoleculares

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1 As forças intermoleculares são forças de atração que ocorrem entre as moléculas, mantendo-as unidas, e são bem mais fracas, quando comparadas às forças intramoleculares (ligação iônica e covalente), encontradas entre íons e átomos, que formam a substância. 1

2 Essas forças atuam principalmente no estado sólido e líquido das substâncias e são denominadas de forças de Van der Waals, em homenagem ao físico holandês que, em 1873, fez a previsão da existência de tais forças. Você já deve ter se perguntado como, a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto? Aderência molecular Pelos microscópicos seguram o animal em qualquer superfície. A pata de uma lagartixa contém cerca de 500 mil pelos de queratina, também chamados de setae. 2

3 Cada um dos setae é formados por centenas de terminações pontiagudas com 0,2 a 0,5 micrômetros de espessura. Essas terminações provocam um deslocamento de elétrons entre seus próprios átomos e os da superfície, criando uma poderosa força de atração intermolecular que mantém a lagartixa grudada na parede. DIPOLO INSTANTÂNEO DIPOLO INDUZIDO OU FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON Esta força ocorre entre moléculas apolares e é basicamente de natureza elétrica. Molécula apolar isolada 3

4 Exemplo: Na molécula de I 2, os elétrons estão equidistantes dos núcleos, mas em um determinado instante, a nuvem eletrônica pode se aproximar mais de um dos núcleos, estabelecendo um dipolo instantâneo, o qual, por sua vez, induz as demais moléculas a formar dipolos, originando uma força de atração elétrica, de pequena intensidade, entre Molécula elas. apolar isolada Moléculas apolares próximas As moléculas sofrem uma deformação momentânea em suas nuvens eletrônicas em razão: Molécula apolar isolada Moléculas apolares próximas Do movimento natural dos elétrons que podem aparecer mais perto de um átomo do que do outro; Das colisões das moléculas. Desses fatos, originam-se os polos: Positivo (+) e negativo (-). 4

5 Alguns pontos importantes a se observar são os seguintes: As forças de dispersão de London aumentam à medida que a massa molecular aumenta. Existem forças de dispersão de London entre todas as moléculas, mas é o único tipo de interação entre moléculas apolares. As forças de dispersão de London dependem da forma da molécula. As forças de dispersão de London entre moléculas esféricas são menores do que entre as moléculas com formato linear (npentano e neo-pentano). 5

6 As moléculas, unidas por essas forças, formam, na fase sólida, os chamados cristais moleculares, como, por exemplo, cristais de gelo seco (CO 2 ), ou cristais de iodo (I 2 ), que por estarem unidos por estas forças de pequena intensidade passam facilmente da fase sólida para a fase gasosa, sofrendo o que chamamos de sublimação. FORÇAS DE DIPOLO PERMANENTE OU DIPOLO-DIPOLO São forças de atração de natureza elétrica que ocorrem entre as moléculas polares. As moléculas, por apresentarem um dipolo - dipolo, ou seja, um polo de carga positiva e outro de carga negativa, atraem-se mutuamente, de modo que o polo positivo de uma molécula atrai o polo negativo de outra molécula e assim sucessivamente. As forças de dipolo permanente são bem mais intensas do que as forças de dipolo induzido. 6

7 Exemplo: Na molécula de HCl, como existe diferença de eletronegatividade entre os átomos, ocorre a formação de polos. Assim, a extremidade positiva de uma molécula atrai a extremidade negativa da outra molécula, e assim por diante, gerando a interação. Forças dipolo-dipolo em líquidos Nos líquidos, as moléculas polares estão livres para se movimentar e realizam alternância entre orientação atrativa e repulsiva. 7

8 LIGAÇÕES (PONTES) DE HIDROGÊNIO São forças de atração de natureza elétrica que também ocorrem entre as moléculas polares (tipo dipolo permanente), sendo, porém, de maior intensidade. Ocorrem quando um átomo de H ligado a um átomo muito eletronegativo (F, O e N) de uma molécula é atraído por um par de elétrons não compartilhados no átomo de F, O ou N de outra molécula. 8

9 Como esta força é muito forte, origina dipolos muito acentuados; e é necessária uma energia muito alta para romper as moléculas. As ligações de hidrogênio explicam vários fenômenos da natureza, veja os seguintes exemplos: O fato de o gelo flutuar na água O gelo é menos denso do que a água líquida e, consequentemente, flutua nela. 9

10 Isso ocorre porque enquanto no estado líquido as ligações de hidrogênio que ocorrem entre as moléculas de água estão dispostas numa forma desorganizada, as ligações de hidrogênio nas moléculas do gelo são mais espaçadas e organizadas, formando uma estrutura rígida de forma hexagonal, que faz as moléculas ocupar um espaço bem maior do que ocupariam se estivessem no estado líquido. É inclusive por isso que se colocarmos água no volume total de uma garrafa e a colocarmos posteriormente em um refrigerador, seu volume se expandirá e a garrafa irá rachar. 10

11 Tensão superficial da água As moléculas que estão na superfície do líquido se atraem pelas ligações de hidrogênio somente com as moléculas ao seu lado e abaixo, pois não existem moléculas acima. Já as moléculas que estão abaixo da superfície realizam esse tipo de ligação com moléculas em todas as direções, o resultado é a formação de uma espécie de película ou fina camada na superfície da água, que a envolve. Isso explica o fato de insetos, lagartos e aranhas poderem permanecer sobre ela e também o fenômeno da forma esférica das gotas de água. Esqueci eles também conseguem!! 11

12 (ENEM/2016). O carvão ativado é um material que possui elevado teor de carbono, sendo muito utilizado para a remoção de compostos orgânicos voláteis do meio, como o benzeno. Para a remoção desses compostos, utiliza-se a adsorção. Esse fenômeno ocorre por meio de interações do tipo intermoleculares entre a superfície do carvão (adsorvente) e o benzeno (adsorvato, substância adsorvida).no caso apresentado, entre o adsorvente e a substância adsorvida ocorre a formação de: a) Ligações dissulfeto. b) Ligações covalentes. c) Ligações de hidrogênio. d) Interações dipolo induzido-dipolo induzido. e) Interações dipolo permanente-dipolo permanente. (UFRGS/2016). Uma garrafa de refrigerante fechada, submetida a um resfriamento rápido e mantida por longo tempo em repouso em um freezer, pode explodir, provocando o extravasamento de seu conteúdo. Considere as afirmações abaixo, sobre esse fenômeno. I. O gás carbônico contido no refrigerante transforma-se em gelo seco que então sublima, rompendo o recipiente. II. Os sais contidos no refrigerante, quando em temperaturas muito baixas, formam sistemas altamente higroscópicos, o que provoca um significativo aumento de volume. III. O processo de solidificação da água, presente no refrigerante, provoca organização das moléculas em uma estrutura cristalina que ocupa um volume maior que a água líquida. 12

13 Quais dessas afirmações podem ocorrer durante o processo de extravasamento? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. (UFRGS/2016). Em 2015, pesquisadores comprimiram o gás sulfeto de hidrogênio (H 2 S), em uma bigorna de diamantes até 1,6 milhão de vezes à pressão atmosférica, o suficiente para que sua resistência à passagem da corrente elétrica desaparecesse a 69,5 C. A experiência bateu o recorde de "supercondutor de alta temperatura" que era 110 C, obtido com materiais cerâmicos complexos. Assinale a afirmação abaixo que justifica corretamente o fato de o sulfeto de hidrogênio ser um gás na temperatura ambiente e pressão atmosférica, e a água ser líquida nas mesmas condições. 13

14 a) O sulfeto de hidrogênio tem uma massa molar maior que a da água. b) O sulfeto de hidrogênio tem uma geometria molecular linear, enquanto a água tem uma geometria molecular angular. c) O sulfeto de hidrogênio é mais ácido que a água. d) A ligação S H é mais forte que a ligação O H. e) As ligações de hidrogênio intermoleculares são mais fortes com o oxigênio do que com o enxofre. LIGAÇÃO METÁLICA A ligação metálica ocorre entre átomos do mesmo metal, isto é, átomos com alta eletropositividade. 14

15 Teoria da nuvem eletrônica ou do mar de elétrons. Os átomos de um metal têm grande tendência a perder elétrons da última camada e transformar-se em cátions. Esses elétrons, entretanto, são simultaneamente atraídos por outros íons, que então o perdem novamente e assim por diante. No estado sólido, os átomos estão dispostos de maneira variada, mas sempre próximos uns aos outros, compondo um retículo cristalino. Segundo essa teoria, alguns átomos do metal perdem ou soltam elétrons de suas últimas camadas; esses elétrons ficam passeando entre os átomos dos metais e funcionam como uma cola que os mantém unidos. 15

16 Propriedades dos metais Brilho metálico característico; Sólidos nas condições ambiente; Pontos de fusão e ebulição elevados; Condutibilidade elétrica e térmica elevadas; Alta densidade; Ductibilidade (podem ser transformados em fios); Maleabilidade (podem ser reduzidos a chapas ou lâminas bastante finas; Resistência à tração. Ligas metálicas: São misturas homogêneas sólidas de metais ou metais com ametais. As ligas metálicas possuem algumas características diferentes dos metais puros e por isso são muito utilizadas. Diminuição do ponto de fusão da liga Aumento da dureza Aumento da resistência mecânica 16

17 Liga metálica Composição Usos Aço Fe + C Construção civil Latão Cu + Zn Parafusos, torneiras, tubos Bronze Cu + Sn Sinos, estátuas, moedas Aço inox Fe + C + Cr + Ni Talheres, peças de carro Ouro (18k) Au + Ag + Cu Joias 17