FORÇAS INTERMOLECULARES QUÍMICA GERAL
FORÇAS INTERMOLECULARES As forças intermoleculares, forças que existem entre as moléculas, contribuem em grande parte com as propriedades físicas apresentadas pelos líquidos, sólidos e gases. Composição e estrutura das moléculas originam forças intermoleculares que definem as propriedades físicas.
FORÇAS INTERMOLECULARES Gás Líquido Sólido Algumas propriedades características dos estados da matéria Assume o volume e a forma do seu recipiente. É compressível. Flui rapidamente. A difusão em um gás ocorre rapidamente. Assume a forma do recipiente. É virtualmente não-compressível. Flui rapidamente. A difusão em um líquido ocorre lentamente. Retém sua própria forma e volume. É virtualmente incompressível. Não flui. A difusão em um sólido ocorre de maneira extremamente lenta.
FORÇAS INTERMOLECULARES As forças intermoleculares são muito mais fracas do que as ligações iônicas e covalentes. Logo, necessita-se de menos energia para romper as forças intermoleculares. Exemplo: São necessários 431 kj/mol para dissociar o HCl nos átomos de H e Cl, mas apenas 16 kj/mol para vencer as atrações intermoleculares entre as moléculas de HCl líquido para vaporizá-lo.
FORÇAS INTERMOLECULARES Ocorre três tipos de forças atrativas entre moléculas neutras: Forças dipolo-dipolo; Forças de dispersão de London; Forças de van der Waals Ligação de hidrogênio. Em soluções pode ocorrer ainda outro tipo de força atrativa: Forças íon-dipolo.
FORÇAS DIPOLO-DIPOLO Moléculas polares neutras se atraem quando o lado positivo de uma molécula está próximo do lado negativo de outra.
FORÇAS DIPOLO-DIPOLO Para moléculas de massa e tamanhos aproximadamente iguais, as forças dipolodipolo aumentam com o aumento da polaridade. Substância Massa molecular (u) Momento de dipolo (D) Ponto de ebulição (K) Propano (CH 3 CH 2 CH 3 ) 44 0,1 231 Éter dimetílico (CH 3 OCH 3 ) 46 1,3 248 Cloreto de metila (CH 3 Cl) 50 1,9 249 Acetaldeído (CH 3 CHO) 44 2,7 294 Acetonitrila (CH 3 CN) 41 3,9 355
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON Também conhecidas como forças de dipolo induzido. Ocorre entre moléculas apolares. Fritz London identificou que o movimento de elétrons em um átomo ou molécula pode criar um momento de dipolo instantâneo.
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON Polarizabilidade: facilidade com que a distribuição de cargas em uma molécula pode ser distorcida por um campo elétrico externo gerando um dipolo momentâneo. Moléculas mais polarizáveis têm forças de dispersão de London mais fortes. As forças de dispersão de London tendem a aumentar em intensidade com o aumento da massa molecular (maior número de elétrons) e são dependentes da forma espacial das moléculas. Ocorrem tanto em moléculas apolares como polares.
FORÇAS DE DISPERSÃO DE LONDON Halogênio Massa molecular (u) Ponto de ebulição (K) Gás nobre Massa molecular (u) Ponto de ebulição (K) F 2 38,0 85,1 He 4,0 4,6 Cl 2 71,0 238,6 Ne 20,2 27,3 Br 2 159,8 332,0 Ar 39,9 87,5 I 2 253,8 457,6 Kr 83,8 120,9 Xe 131,3 166,1
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO Tipo especial de atração intermolecular entre o átomo de hidrogênio em uma ligação polar (particularmente uma ligação H F, H O ou H N) e um par de elétrons não compartilhado em um átomo pequeno e eletronegativo que esteja próximo (geralmente F, O ou N). Ligação de hidrogênio em moléculas de H 2 O
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO As ligações de hidrogênio podem ser consideradas atrações dipolo-dipolo ímpares. As energias das ligações de hidrogênio variam de aproximadamente 4 kj/mol a 25 kj/mol muito mais fracas que as ligações químicas. Mas, são mais fortes que as forças de atração dipolo-dipolo e de dispersão.
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO As ligações de hidrogênio nas moléculas da água são responsáveis pela diferença de densidade entre a água líquida e o gelo.
FORÇAS ÍON-DIPOLO Ocorre entre um íon e uma carga parcial em certo lado de uma molécula polar. Os íons positivos são atraídos pelo lado negativo de um dipolo, enquanto os íons negativos são atraídos pelo lado positivo. A magnitude da atração aumenta conforme aumenta a carga do íon ou a magnitude do dipolo. São importantes em soluções de substâncias iônicas em líquidos polares promovem dissolução.
FORÇAS ÍON-DIPOLO Promovem a solvatação dos íons em solução.
IDENTIFICAÇÃO DAS FORÇAS INTERMOLECULARES