O que são forças intermoleculares dê exemplos?

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

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Duas forças de naturezas distintas predominam na química; são aquelas denominadas intramoleculares, que ocorrem no interior de uma molécula, e as denominadas intermoleculares, que se tratam de interações entre duas ou mais moléculas, iguais ou diferentes. No caso das primeiras, podemos citar as ligações químicas iônicas ou eletrovalentes, covalentes ou moleculares e metálicas. No caso das segundas, destacam-se as forças dipolo-dipolo, dipolo-induzido e ligações de hidrogênio.

As forças intramoleculares de natureza iônica são aquelas onde predominam interações elétricas, pela presença de cátion e ânion, com doação de elétrons por parte do cátion e recebimento de elétron por parte do ânion. Nas forças de natureza covalente ocorre um compartilhamento desses elétrons, sendo que não há a presença de íons. Já na ligação metálica, esses elétrons possuem mobilidade para deslocar-se a partir de certa distância média do núcleo atômico, sendo esse o fator responsável pela sua condução térmica e elétrica.

As forças intermoleculares conhecidas como dipolo-dipolo são aquelas que estão presentes em compostos de natureza polar, ou seja, com distribuição assimétrica de carga elétrica pela molécula. Por exemplo, a molécula de ácido clorídrico (HCl) existe uma região fortemente carregada positivamente (o hidrogênio) e outra fortemente carregada negativamente (o cloro), responsáveis pela polaridade da molécula. Outros exemplos são os demais ácidos de halogênios, e o monóxido de carbono (CO).

As forças intermoleculares conhecidas por dipolo-induzido são causadas pela aglomeração, pelo acúmulo de elétrons em uma determinada região da molécula. Nesse caso, tem-se a indução de um polo de natureza elétrica, o qual pode ser momentâneo. Ocorre nas moléculas apolares, isto é, com simetria estrutural. O gás flúor, por exemplo, é um composto apolar, mas em um dado instante ocorre um acúmulo de elétrons em uma dada região, a qual atua movendo as moléculas vizinhas a também entrarem em equilíbrio. Outros exemplos de moléculas com forças dessa natureza são os gases metano (CH4) e carbônico (CO2).

Entre as forças de natureza intermolecular, a de maior influência nas propriedades físicas das moléculas são as ligações de hidrogênio. Ocorrem quando se tem moléculas contendo átomos de hidrogênio ligados a átomos de nitrogênio, flúor ou oxigênio. Esses elementos, por serem muito eletronegativos, atuam de modo que essa interação fique mais forte, o que acaba deixando os polos muito acentuados. É o que ocorre, por exemplo, na molécula de água.

De modo geral, as forças intermoleculares dipolo-induzido são mais fracas do que as forças dipolo-dipolo, e essas mais fracas do que as forças ligações de hidrogênio.

Referências:
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.
EPSTEIN, Lawrence M.; ROSENBERG, Jerome l.; Química Geral,(Coleção Schaum), Porto Alegre: Bookman, 2003.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/forcas-intramoleculares-e-forcas-intermoleculares/

Índice

Introdução

Você sabe o que faz com que um material seja sólido, líquido ou gasoso nas condições ambiente?

As fases da matéria são resultado das forças ou interações intermoleculares, também conhecidas como forças de Van der Waals. São elas que irão determinar também as propriedades dos materiais.

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Formação de Fases Condensadas

As forças intermoleculares são diferentes das forças primárias (responsáveis pelas formação das ligações entre os átomos).

Forças intermoleculares são forças de atração que ocorrem entre duas ou mais moléculas das substâncias mantendo-as unidas formando um material no estado líquido ou sólido.

As interações intermoleculares são mais fracas que as intramoleculares (interações que ocorrem dentro das moléculas) ou interatômicas (interações que ocorrem entre os átomos). As ligações entre os átomos são consequência das forças intramoleculares, como mostra a Figura 1.

O que são forças intermoleculares dê exemplos?
Figura 1: força intramolecular versus força intermolecular.

As forças intermoleculares são responsáveis pelas diferentes fases da matéria, que são o sólido, o líquido e o gasoso (ou vapor). As fases condensadas incluem apenas os estados sólido e líquido. A temperatura na qual ocorre transformação de fase do estado gasoso para o estado líquido ou sólido depende da pressão e da intensidade das forças atrativas entre as moléculas.

Quando uma substância passa do estado sólido para o líquido e depois para o gasoso, as moléculas que compõem essa substância começam a se desorganizar e a se afastar, até que apenas suas ligações intermoleculares sejam rompidas, como mostra a Figura 2.

Para que isso aconteça, é necessário fornecer uma quantidade de energia (geralmente calor) proporcional à intensidade das ligações intermoleculares. É por isso que o éter, por exemplo, evapora em maior quantidade que a água, como mostra a Figura 3.

Figura 2. Disposição das moléculas em substâncias nas diferentes fases da matéria. Os sólidos possuem maior força intermolecular, e os gases não possuem força intermolecular.

Figura 3. O esquema mostra a evaporação da água e do éter. Como, em um mesmo intervalo de tempo, evaporou mais éter que água, as ligações intermoleculares do éter são mais fracas do que as da água.

Resumindo, quanto mais fracas forem as ligações intermoleculares, mais volátil será a substância, ou seja, menor será a sua temperatura de fusão e ebulição.

As forças intermoleculares mais importantes são as forças íon-dipolo, dipolo-dipolo, forças de London e as pontes de hidrogênio. A Tabela 1 resume essas interações e compara suas energias com a energia da ligação iônica (íon-íon).

Tabela 1. Energia das forças interiônicas e intermoleculares.

Tipo de interação Energia (kJ/mol) Espécies que interagem
Íon-íon 250 Íons
Íon-dipolo 15 Íons e moléculas polares
Dipolo-dipolo 0,3 – 2 Moléculas polares
Ligações de hidrogênio 20 Moléculas que contêm N, O, F
London 2 Todas as moléculas

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Forças Íon-Dipolo

Trata-se da interação entre um íon em água e as cargas parciais da molécula polar de água (dipolo).

Nesta interação, o íon se encontra rodeado pelas moléculas de água. A carga parcial negativa do átomo O da água é atraída pelo cátion e as cargas parciais positivas dos átomos H são repelidas.

Assim, as moléculas de água se aglomeram ao redor do cátion, com os átomos de oxigênio apontados para o interior e os átomos de hidrogênio apontando para o exterior, como mostra a Figura 4 (a).

O contrário acontece para o caso de ânions rodeados pelas moléculas de água. Os átomos de oxigênio da água se voltam para o exterior, pois são repelidos pelo ânion, enquanto que os átomos de hidrogênio se voltam para o interior, como mostra a Figura 4 (b).

Figura 4. Interações íon-dipolo para o caso de (a) cátion e (b) ânion rodeados pelas moléculas de água.

Forças Dipolo-Dipolo ou Dipolo Permanente

São forças de atração que mantém moléculas polares unidas. Ocorrem quando o lado parcialmente negativo de uma molécula interage com o lado parcialmente positivo de outra molécula. Como exemplos, temos as moléculas de HCl, HBr, SO2, NH3 etc.

Figura 5. Interações dipolo-dipolo na molécula de HCl.

Ligações ou Pontes de Hidrogênio

Trata-se de uma atração intermolecular na qual um átomo de hidrogênio de uma molécula é atraído por um átomo muito eletronegativos de outra molécula, como o flúor, o oxigênio e o nitrogênio.

Como exemplo, temos as moléculas de HF, H2O e NH3. A Figura 6 mostra as formações das pontes de hidrogênio nas moléculas de HF.

Figura 6. Pontes de hidrogênio para moléculas de HF.

Forças de London ou de Van der Waals ou Forças Dipolo Instantâneo + Dipolo Induzido

As forças de dispersão de London ocorrem em qualquer tipo de molécula e átomo. É o único tipo de interação intermolecular que acontece em moléculas polares. São formadas quando uma molécula com dipolo temporário ou instantâneo torna outra temporariamente polar.

Mas afinal, o que é um dipolo instantâneo? Imagine a distribuição dos elétrons na eletrosfera de uma molécula apolar. Estes elétrons estarão distribuídos uniformemente em toda a eletrosfera na maior parte do tempo.

Porém, em algum momento, pode ocorrer um acúmulo de elétrons em um lado só da molécula, o que acaba provocando um dipolo instantâneo. Este dipolo temporário irá induzir a formação de dipolos nas moléculas vizinhas, por meio da repulsão entre os elétrons. Veja na Figura 7 como isso ocorre. Essa alteração que ocorre na nuvem eletrônica é conhecida como Dispersões de London.

Figura 7. Formação das forças de London.

Alguns exemplos de moléculas que apresentam forças de London são H2, O2, F2, Cl2, CO2, CH4, C2H6.

Exercício de fixação

ENEM/2013

As fraldas descartáveis que contêm o polímero poliacrilato de sódio (1) são mais eficientes na retenção de água que as fraldas de pano convencionais, constituídas de fibras de celulose (2).

A maior eficiência dessas fraldas descartáveis, em relação às de pano, deve-se às:

A interações dipolo-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.

B interações íon-íon mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.

C ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e a água, em relação às interações íon-dipolo entre a celulose e as moléculas de água.

D ligações de hidrogênio mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às interações dipolo induzido-dipolo induzido entre a celulose e as moléculas de água.

E interações íon-dipolo mais fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, em relação às ligações de hidrogênio entre a celulose e as moléculas de água.

O que são forças intermoleculares exemplifique?

Forças intermoleculares são as forças exercidas para manter unidas duas ou mais moléculas. Elas correspondem a ligações químicas que têm a função de unir ou repelir as moléculas de um composto. As forças intermoleculares provocam estados físicos diferentes nos compostos químicos.

São exemplos de força intramolecular?

Tipos de forças intramoleculares Distinguidas pelos tipos de átomos constituintes e comportamento dos elétrons, existem três tipos principais de forças intramoleculares: as ligações iônicas, as covalentes e as metálicas.

O que são forças Intramoleculares e intermoleculares dê exemplos?

Forças intramoleculares X forças intermoleculares As forças intramoleculares são, normalmente, mais fortes do que as intermoleculares. Elas compreendem interações como as iônicas (entre metais e ametais), metálicas (entre metais) e covalentes (entre ametais).

Quais são as quatros forças intermoleculares?

As forças intermoleculares mais importantes são as forças íon-dipolo, dipolo-dipolo, forças de London e as pontes de hidrogênio. A Tabela 1 resume essas interações e compara suas energias com a energia da ligação iônica (íon-íon).