FORÇAS INTERMOLECULARES

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Maria Vitória Branco Melgaço
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1 FORÇAS INTERMOLECULARES O O

2 Forças Intermoleculares Forças intermoleculares são as forças que ocorrem entre uma molécula e a molécula vizinha. A existência de substâncias nos estados gasoso, líquido e sólido resulta do efeito de forças intermoleculares, as quais determinam a repulsão ou a aproximação das partículas São fracas, se comparadas às ligações covalentes ou iônicas

3 Podem surgir de 3 fontes: Forças de Van der Waals 1. Dipolo-dipolo induzido (ou Dipolo induzido Dipolo induzido) ou ainda Forças de dispersão ou Forças de London ** 2. Dipolo-dipolo (ou Dipolo permanente - Dipolo permanente) 3. Pontes de idrogênio ou Ligação de idrogênio ** reconhecida pelo físico polonês Fritz London

4 1. Dipolo-dipolo induzido: a presença de moléculas que tem dipolos permanentes podem distorcer a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas, mesmo as que não possuem dipolos (apolares), através de uma polarização induzida. Esta interação é chamada de dipolo-dipolo induzido.

5 O momento de dipolo de um átomo ou molécula apolar num campo elétrico externo é chamado de Dipolo Induzido. Se o campo elétrico for não uniforme, haverá uma força elétrica resultante não nula atuando sobre o dipolo:esta é a força responsável pela conhecida atração de pequeninos pedaços de papel por um pente carregado.

6 Forças de London: mesmo em moléculas que não possuem momento de dipolo permanente existe uma força de atração. Em um determinado instante, o centro de carga negativa dos elétrons e de carga positiva do núcleo atômico poderia não coincidir. Esta flutuação eletrônica poderia transformar as moléculas apolares em dipolos tempo-dependentes, mesmo que, após um certo intervalo de tempo, a polarização média seja zero.

7 2. Dipolo-dipolo: as moléculas de alguns materiais, embora eletricamente neutras, podem possuir um dipolo elétrico permanente. Devido a alguma distorção na distribuição da carga elétrica, um lado da molécula e ligeiramente mais "positivo" e o outro é ligeiramente mais "negativo". A tendência é destas moléculas se alinharem, e interagirem umas com as outras, por atração eletrostática entre os dipolos opostos.

8 3. Pontes de hidrogênio: As pontes de hidrogênio ou ligações de hidrogênio são interações que ocorrem entre o átomo de hidrogênio e dois ou mais átomos, de forma que o hidrogênio sirva de elo entre os átomos com os quais interagem.

9 Ligação idrogênio: ocorre entre átomos de hidrogênio ligados a elementos como o oxigênio, flúor ou nitrogênio, com átomos de O, N ou F de outras moléculas. Esta interação é a mais intensa de todas as forças intermoleculares Como conseqüência das fortes interações intermoleculares, a água apresenta algumas propriedades especiais. Alguns insetos, por exemplo, podem andar sobre ela. Uma lâmina de barbear, se colocada horizontalmente, também flutua na água. Isto deve-se à tensão superficial da água.

10 Tensão Superficial da Água: uma propriedade que faz com o líquido se comporte como se tivesse uma membrana elástica em sua superfície. Este fenômeno pode ser observado em quase todos os líquidos, e é o responsável pela forma esférica de gotas ou bolhas do líquido.

Lagartixa de Van der Waals Lagartixa van der Waals. Uma dúvida cruel tem atormentado muitos cientistas: como, de fato, a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto?

11 Lagartixa de Van der Waals Lagartixa van der Waals. Uma dúvida cruel tem atormentado muitos cientistas: como, de fato, a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto? Alguns sugeriram que suas patas possuissem microventosas. Entretanto, todas as tentativas de se provar a existência de tais ventosas falharam: as lagartixas possuem tal comportamento mesmo sob vácuo ou sobre uma superfície muito lisa e molhada. Em 1960, o alemão Uwe iller sugeriu que um tipo de força atrativa, entre as moléculas da parede e as moléculas da pata da lagartixa, fosse a responsável. iller sugeriu que estas forças fossem as forças intermoleculares de van der Waals. Tudo bem que elas mantenham moléculas unidas, mas... uma lagartixa? Poucos deram crédito à sugestão de iller. Até que, em um exemplar recente da revista Nature, Autumn escreveu o artigo "Full, Adhesive force of a single gecko foot-hair" (Autumn, K. et al., Nature 405, (2000)), trazendo evidências de que, de fato, são forças intermoleculares as responsáveis pela adesão da pata da lagartixa à parede. Mais precisamente entre a superfície e as moléculas dos "setae", pelos microscópicos que cobrem as patas das lagartixas.

12 ierarquia das Forças Intermoleculares: Ponte de idrogênio > força dipolo-dipolo > força dipolo-dipolo induzido P >> DD>> DDI

13 O O O As ligações intermoleculares são mais fracas do que as ligações intramoleculares (ligações entre átomos que constituem as moléculas).

14 Forças intermoleculares mais fortes Maior ponto de fusão Quanto mais fortes as ligações intermoleculares, maior será a energia posta em jogo para romper as ligações entre moléculas, de forma que a que se dê a passagem do estado sólido a líquido.

15 Aumento da intensidade das forças intermoleculares A coesão da matéria nos estados físicos, sólido, líquido e gasoso é consequência da atração entre moléculas através das ligações intermoleculares (ligação entre moléculas).

16 S O O Ligação dipolo-dipolo Ligação por ponte de

17 A B A B A ligação de London depende : - do número de elétrons; - do tamanho da molécula; - da forma da molécula. Molécula apolar Dipolo induzido

18 9 F ; 17 Cl ; 35 Br ; 53 I À medida que o raio atômico aumenta (aumento do nº de elétrons) 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.

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