Resumo - As forças intermoleculares, o estado gasoso e os gases ideais.

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Resumo - As forças
intermoleculares, o estado
gasoso e os gases ideais.
@cienciasenatureza
Prof. Jackson Ryller
Estados de agregação da matéria
 
Forma própria;
Apresentam volume constante à temperatura
constante;
Difícil de comprimir.
Possui a forma do recipiente que o contém;
Apresentam volume constante à temperatura
constante;
Difícil de comprimir.
Estados da matéria
O estado físico em que a matéria se apresenta depende da
proximidade das partículas que as constituem. Essa
proximidade está relacionada à Força de Coesão, que é a
responsável pela aproximação das moléculas e à Força de
Repulsão, responsável pelo afastamento das moléculas.
 
Estado sólido
Quando a força de coesão é maior do que a de repulsão, a
substância estará na fase sólida.
O estado sólido possui as seguintes características:
Estado líquido
O estado líquido é um estado intermediário entre os
estados sólido e o gasoso. Nele, as moléculas estão mais
soltas e se movimentam mais do que no estado sólido.
As substâncias no estado líquido não possuem uma forma
definida, mas adotam a forma do recipiente que as contém,
porque as moléculas deslizam umas sobre as outras.
O estado líquido possui as seguintes características:
Possui a forma do recipiente que o contém;
Apresentam volume do recipiente que o contém;
Fácil de comprimir.
Estado gasoso
 
O estado gasoso é uma forma de agregação da matéria na
qual as substâncias mantêm suas moléculas bem separadas
umas das outras, com suas forças de atração muito baixas,
quando comparadas aos estados sólido e líquido.
Uma substância no estado gasoso tende a ocupar todo
espaço disponível, de forma que a ausência de forma ou
volume fixos é o fator qualitativo mais característico a essas
substâncias nesse estado.
O estado gasoso possui as seguintes características:
(gelo)
Sólido
(água)
Líquido
(vapor)
Gasoso
Mudanças de estado físico
 
A matéria pode apresentar-se em qualquer estado
físico, dependendo dos fatores pressão e temperatura.
 
As mudanças de estado físico da matéria ocorrem com o
aumento ou a diminuição de temperatura e apresentam nomes
característicos, como podemos ver a seguir:
Forças intramoleculares e intermoleculares
Nas moléculas e aglomerados iônicos, existem duas forças
de naturezas distintas:
 
Ligações iônicas.
Covalentes ou moleculares.
Metálicas.
Forças intramoleculares
 
Ocorrem no interior de uma molécula,
tais como:
 
São as responsáveis por
manterem as moléculas unidas
nos diferentes compostos. Influem
sobre o estado físico e a
temperatura das mudanças de
estado substâncias.
A natureza dessa força de atração
é elétrica, ou seja, parte do
princípio de que cargas de
mesmos sinais sofrem repulsão e
de sinais contrários sofrem
Forças intermoleculares
 
Existem três tipos de forças intermoleculares. 
Na ordem de maior força para menor força.
1. Ligações de hidrogênio
A ligação de hidrogênio é a força intermolecular mais intensa que
ocorre quando o átomo de hidrogênio está ligado ao Flúor, ao
Oxigênio e ao Nitrogênio, que são os três elementos químicos mais
eletronegativos da tabela periódica.
A alta eletronegatividade desses três átomos faz com que atraiam
para si o elétron da ligação covalente com o átomo de hidrogênio,
que é um elemento bem menos eletronegativo.
Um exemplo da ligação de hidrogênio é mostrado na figura a seguir,
em que a molécula da água está esquematizada, de forma que
conseguimos visualizar a formação das pontes entre Oxigênio e
Hidrogênio.
A imagem a seguir apresenta o funcionamento das forças intramoleculares:
3. Dipolo induzido
É a força intermolecular de menor intensidade e ocorre em moléculas
apolares.
Como as eletrosferas dos átomos contêm elétrons, essas cargas
elétricas negativas causam a repulsão entre suas eletrosferas. Dessa
forma, a molécula fica com mais elétrons de um lado do que do outro,
ficando por um instante polarizada e, por indução elétrica, provocará a
polarização da molécula vizinha. O resultado será a atração entre eles.
Já que as interações aconteceram apenas momentaneamente, essa
interação dipolo induzido é conhecida também como dipolo induzido -
dipolo instantâneo, que também é conhecida por Força de Van der
Waals ou Forças de London.
2. Dipolo permanente
O dipolo permanente é a segunda maior força em grau de intensidade. As
moléculas polares exemplificam bem este tipo de força intermolecular,
pois nelas existem dipolos permanentes, ou seja, elas são
permanentemente carregadas.
Esse tipo de molécula pode ser descrito como aquelas que apresentam
polos (positivo e negativo) e unem-se por meio desses polos, ou seja, o
polo positivo de uma molécula liga-se ao polo negativo da outra, como
demonstrado na figura a seguir. Observe o dipolo permanente existente
entre as moléculas de HCl.
Resumindo, o dipolo induzido é menos intenso do que o
dipolo permanente, que tem força intermediária, mas que é
de menor intensidade do que a ligação de hidrogênio.
Ligações intermoleculares e pontos de ebulição
Quando uma determinada substância absorve ou libera
energia na forma de calor, ela muda de estado físico.
Dependendo do tipo de interação existente entre as partículas
que formam a substância, isto é, dependendo da intensidade
das forças intermoleculares, a quantidade de energia
necessária para provocar a mudança de estado físico varia.
Caso a força intermolecular seja bem intensa (como é o caso
da ligação de hidrogênio), precisará de mais energia, ou seja,
precisaremos fornecer bastante calor para mudá-la de estado
físico e vice-versa.
 É possível concluir que, quanto mais intensa for a força
intermolecular, mais difícil será separar as moléculas e,
consequentemente, mais calor deve-se fornecer para separá-las
e transformar a substância do estado físico líquido para vapor.
 
No estado gasoso, a intensidade da força de repulsão será sempre superior à
da de coesão, fazendo com que este estado físico seja variável em relação à
sua forma e ao seu volume. 
Todos os gases existentes na natureza são gases ditos reais, a não ser que
estejam em condições de pressão e de temperatura particulares. Ao
contrário dos gases ideais, os gases reais não podem ser explicados e
modelados inteiramente usando-se a lei dos gases ideais. Os gases
nobres, por serem gases atômicos, não formando moléculas em
condições ambientes, são mais próximos dos gases ideais.
Modelos de gases reais tem de ser usados próximos dos pontos de
condensação dos gases, próximo do ponto crítico, a altíssimas pressões, e
em alguns outros casos menos usuais.
Desprezar as forças intermoleculares;
Desprezar o volume das moléculas.
O ponto de ebulição (P.E.) de uma substância é influenciado pela força
intermolecular existente entre suas moléculas: quanto mais intensa for esta
força maior será a temperatura de ebulição.
Em resumo, para considerar um gás ideal é necessário:
 
Fonte: Universidade Estácio de Sá