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. 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.
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.
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. 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. 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.
Forças de dispersão de London - Influência da forma molecular
Forças de van der Waals As interações interatômicas mais fracas, isto é, com menor energia de ligação, são as chamadas forças de van der Waals. Elas ocorrem átomos neutros, átomos de gases nobres (He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn), entre moléculas não-polare e, de forma geral, nos líquidos e sólidos. Entretanto, ela somente tem importância quando não existem outros tipos de ligações químicas presentes. As ligações de van der Waals dipolo são ligações de dipolos flutuantes. Uma ligação de van der Waals aparece porque, num instante qualquer, há um pouco mais de elétrons de um lado do núcleo do que do outro lado; os centros das cargas positivas e negativas não coincidem e, nesse momento, surge um dipolo fraco.
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.
Ligações de hidrogênio
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 aumentar. 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.?
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 também fortemente 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 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.
Estrutura do DNA