Ligações intermoleculares

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Sebastião Galvão das Neves
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1 Comparações entre ligações e interações químicas Ligação covalente : Interação intramolecular Ligação de hidrogênio: Interação intermolecular

Forças íon-dipolo Existem entre um íon e a carga parcial em certo lado de uma molécula polar, as quais são dipolos, tendo um lado positivo e outro negativo.

2 Forças íon-dipolo Existem entre um íon e a carga parcial em certo lado de uma molécula polar, as quais são dipolos, tendo um lado positivo e outro negativo. O HCl é uma molécula polar, porque as eletronegatividades do H e do Cl são diferentes. A magnitude da atração aumenta com o aumento da carga do íon ou a magnitude do dipolo.

$Elas são, geralmente, mais fracas do que as forças íon-dipolo. Em líquidos, as moléculas encontram-se em posições de atração ou repulsão umas às outras.$

3 Forças dipolo-dipolo Existem quando moléculas polares neutras se atraem quando o lado positivo de uma molécula está próximo do lado negativo de outra. Elas são, geralmente, mais fracas do que as forças íon-dipolo. Em líquidos, as moléculas encontram-se em posições de atração ou repulsão umas às outras. Para moléculas de massas e tamanhos aproximadamente iguais, a força das atrações intermoleculares aumenta com o aumento da polaridade.

4 Forças dipolo-dipolo

Forças de dispersão de London Fritz London identificou que o movimento de elétrons em um átomo ou molécula pode criar um momento de dipolo instantâneo.

5 Forças de dispersão de London Fritz London identificou que o movimento de elétrons em um átomo ou molécula pode criar um momento de dipolo instantâneo. Se pudéssemos congelar o movimento dos e- em um átomo em determinado instante, teríamos um momento de dipolo induzido. As forças de dispersão tendem a aumentar em intensidade com o aumento da massa molecular.

Forças de dispersão de London A facilidade com que a distribuição de cargas em uma molécula pode ser distorcida por um campo elétrico externo é chamada POLARIZABILIDADE.

6 Forças de dispersão de London A facilidade com que a distribuição de cargas em uma molécula pode ser distorcida por um campo elétrico externo é chamada POLARIZABILIDADE. Quanto maior a polarizabilidade, maior será a distorção da nuvem eletrônica de um átomo ou íon, e maior será o dipolo momentâneo. Os pontos de ebulição dos halogêneos e dos gases nobres aumentam com o aumento da massa molecular.

7 Forças de dispersão de London - Influência da forma molecular

Ligações de hidrogênio É um tipo especial de atração intermolecular entre o H em uma ligação polar e um par de e- não compartilhado em um íon ou átomo pequeno e eletronegativo que esteja próximo.

8 Ligações de hidrogênio É um tipo especial de atração intermolecular entre o H em uma ligação polar e um par de e- não compartilhado em um íon ou átomo pequeno e eletronegativo que esteja próximo. As ligações de H podem ser consideradas atrações dipolo-dipolo. Como o H apresenta apenas 1 e-, ele pode interagir fortemente com o átomo mais eletronegativo. Assim, as L.H. são mais fortes do que as forças dipolo-dipolo e as dispersões de London. Esse efeito é ainda mais pronunciado se o átomo com o qual o H interage for um átomo pequeno e muito eletronegativo.

9 Ligações de hidrogênio - Comparações Para uma L.H. genérica entre X-H e o par de e- não compartilhado de um átomo Y, a força da L.H. deverá aumentar à proporção que o dipolo da ligação X-H aumenta. Portanto, para um mesmo Y, deveríamos esperar que a força da L.H. aumente na série: +δ -δ +δ -δ +δ -δ N H... :Y < O - H... :Y < F - H... :Y Isso de fato é observado. Mas qual a propriedade de Y que determina a força da L.H.?

10 Ligações de hidrogênio - Comparações Para ocorrer uma L.H forte entre H e Y, o par de e- livres de Y não pode estar muito difuso no espaço. Para isso, as L.H. realizadas com N, O ou F são especialmente fortes. Entre esses elementos, a L.H. é mais forte quando o par de e- não é atraído fortemente também por seu próprio núcleo. Assim, comparativamente, a eletronegatividade do N é menor do que a do O. Assim, o N é melhor doador de e- para a ligação X-H. A força da L.H. aumenta na ordem: X - H... F < X - H... O < X - H... N Quando X e Y são os mesmos, a energia da L.H. aumenta na ordem: N - H... N < O - H... O < F - H... F Quando o átomo de Y carrega uma carga negativa, o par de e- é capaz de formar L.H. especialmente fortes. A L.H. no íon F _ H... F - está entre as mais fortes conhecidas.

11 Ligações de hidrogênio - Comparações F H :F (161,5 kj/mol ou 38,6 kcal/mol) O H :N (29 kj/mol ou 6,9 kcal/mol) O H :O (21 kj/mol ou 5,0 kcal/mol) N H :N (13 kj/mol ou 3,1 kcal/mol) N H :O (8 kj/mol ou 1,9 kcal/mol)

12 Estrutura do DNA As L.H. são importantes na manutenção da estrutura da macromolécula do DNA.

13 Estrutura do DNA Fonte: Wikipedia As L.H. são importantes na manutenção da estrutura da macromolécula do DNA.

14 Ligações covalentes especiais Pontes de hidrogênio Em algumas condições especiais, alguns átomos deficientes de e- podem apresentar hibridizações especiais, como o B, na molécula do B 2 H 6 : B = 1s 2s 2p = 4 sp3 Assim, teremos a formação de 4 orbitais sp 3, 3 deles contendo e- e um deles vazio.

15 Ligações covalentes especiais Ligações covalentes tricentradas H H H B B B2H6 H H H Algumas denominações: Ligação 3 Centros-2 elétrons (3C-2e) Ponte de hidrogênio

16 Considere os processos I e II representados pelas equações: H 2 O (l) H 2 O (g) H 2 O (g) H 2(g) + O 2(g) Indique quais ligações são rompidas em cada um dos processos.

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