Forças Intermoleculares

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ANDRÉIA S. MAGATON
2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CET 023 – Complementos de Química 
FORÇAS INTERMOLECULARES
Forças Intermoleculares
- O álcool etílico se mistura à água;
- O óleo não se mistura à água.
Será isso um simples capricho da natureza? 
A Química Explica!!!!
- A química explica também:
- Porque o álcool evapora mais rapidamente do
que a água;
- Porque óleos são líquidos e gorduras são
sólidas;
- O que mantém as duas hélices do DNA unidas;
Forças Intermoleculares
- Os compostos iônicos são sempre sólidos. Por
que?
Porque há forte interação eletrostática entre os
íons de cargas opostas, ou seja, entre cátions e
ânions. Esta forte atração mantém estes íons
muito próximos formando um sólido.
Forças Intermoleculares
- As moléculas, ou seja, os compostos que são
formados por ligações covalentes podem existir
no estado sólido, líquido ou gasoso.
Forças Intermoleculares
- No estado gasoso, as moléculas estão
relativamente distantes umas das outras porque
as forças entre as partículas não são intensas o
suficiente para mantê-las próximas; Os gases não
têm volumes definidos, se expandem para
preencher o recipiente que o contém.
- No estado líquido as forças entre as moléculas
são fortes o suficiente para manter as moléculas
juntas. Os líquidos têm volumes definidos. As
forças entre as moléculas são fortes, mas não
impedem que as moléculas se movimentem.
Forças Intermoleculares
- No estado sólido, as forças entre as moléculas
são fortes o suficiente para mantê-las as
moléculas juntas e deixá-las presas. As
moléculas não são livres, não podendo se
movimentar.
Logo, o estado do composto (sólido, líquido ou
gasoso) vai depender da intensidade das forças
de atração entre as moléculas ou seja da
intensidade das FORÇAS INTERMOLECULARES
- E o que determina a intensidade das forças
intermoleculares? A POLARIDADE DAS
MOLÉCULAS!!!!!
Forças Intermoleculares
Polaridade das moléculas
Moléculas diatômicas: a polaridade da molécula
depende da polaridade da ligação entre os dois
átomos envolvidos, que por sua vez depende da
diferença de eletronegatividade destes.
Eletronegatividade: tendência de um átomo
atrair elétrons para ele mesmo em uma ligação
covalente.
Forças Intermoleculares
Eletronegatividade: Capacidade de um átomo 
atrair os elétrons de uma ligação química
Forças Intermoleculares
Diferença de 
Eletronegatividade entre 
os átomos ligados
Tipo de Ligação
Menor que 0,5 Covalente não-polar
0,5 a 1,9 Covalente polar
Maior que 1,9 iônica
Forças Intermoleculares
- Polaridade em móleculas diatômicas (formadas
por apenas dois átomos):
Em moléculas como H2 ou Cl2, formadas por
átomos de um mesmo elemento, o
compartilhamento pelo par de elétrons da
ligação covalente ocorre de modo igual, visto
que não há diferença de eletronegatividade
entre as espécies envolvidas. Nesse caso, a
ligação é denominada covalente apolar.
Forças Intermoleculares
Polaridade em móleculas diatômicas:
No caso de ligações formadas por átomos que
possuem eletronegatividades diferentes, o
compartilhamento de elétrons da ligação
covalente ocorrerá de modo desigual. O átomo
de maior eletronegatividade exercerá maior
atração sobre o par de elétrons, desenvolvendo,
portanto, uma carga parcial negativa. Como
conseqüência, o átomo menos eletronegativo
sustentará uma carga parcial positiva. A ligação,
nesse caso, é denominada covalente polar.
Forças Intermoleculares
Ligação covalente apolar:
Ligação covalente polar:
Forças Intermoleculares
- Resumindo: Todas as moléculas diatômicas
formadas por átomos diferentes são polares;
- Todas as moléculas diatômicas formadas por
átomos iguais são apolares;
Forças Intermoleculares
- Antes de prosseguir para o slide 19, vamos
esclarecer alguns pontos das forças
intermoleculares:
Todos os objetos ao nosso redor são feitos de
átomos. Estes átomos, algumas vezes,
combinam-se e formam moléculas: são unidos
através da formação de ligações covalentes.
Forças Intermoleculares
A água, por exemplo, consiste em pequenos
grupos de 3 átomos, sendo um o elemento
oxigênio que liga-se a dois átomos de
hidrogênio. A ligação covalente, entretanto, é
intramolecular: apenas une os átomos que
formam a molécula. O que impede, entretanto,
que todas as moléculas em um copo de água se
difundam pelo meio, instantaneamente,
deixando o copo vazio? O que mantém elas
unidas? Como elas formam um objeto sólido,
compacto, quando resfriadas?
Forças Intermoleculares
Mais esclarecimentos sobre forças
intermoleculares:
- Quando átomos, moléculas ou íons aproximam-
se uns dos outros, dois fenômenos podem
ocorrer: Eles podem reagir ou eles podem
interagir!
- Uma reação química por definição requer que
ligações químicas sejam quebradas e/ou
formadas. Usualmente energias envolvidas neste
processo variam entre 100 e 400 kJ/mol.
Forças Intermoleculares
- Uma interação química significa que as
moléculas se atraem ou se repelem entre si, sem
que ocorra a quebra ou a formação de novas
ligações químicas. Essas interações são
chamadas de interações intermoleculares. As
energias envolvidas em tais tipos de interação
são muito menores que aquelas envolvidas em
processos reativos, variando usualmente entre 2
e 40 kJ/mol.
Forças Intermoleculares
As forças que existem entre as moléculas –
forças intermoleculares – não são tão fortes
como as ligações iônicas ou covalentes, mas são
muito importantes; sobretudo quando se deseja
explicar as propriedades macroscópicas da
substância. E são estas forças as responsáveis
pela existência de estados físicos. Sem elas, só
existiriam gases.
Forças Intermoleculares
Continuando.... Tipos de Forças Intermoleculares:
Tipo de Interação Força Relativa Espécies que 
Interagem
Dipolo Instantâneo –
Dipolo Induzido
Muito fraca H2----H2
Dipolo-Dipolo Moderadamente
forte
HCl----HCl
Ligação de 
Hidrogênio
Forte H2O----H2O
Forças Intermoleculares
Polaridade das moléculas
Intensidade das Forças Intermoleculares
Quanto maior a polaridade das moléculas, maior a intensidade de 
interação entre elas
determina
determina
Propriedades Físicas das Moléculas
Estado da Matéria (gás, líquido, sólido); Ponto de fusão e Ebulição; 
Densidade; Solubilidade; Interação entre Diferentes Moléculas
Forças Intermoleculares
Propriedades Físicas: Ponto de ebulição, ponto de 
fusão, densidade 
Refletem a intensidade das forças intermoleculares
- Ponto de Ebulição (estado líquido para gasoso): As
moléculas devem vencer as forças de atração para
separar-se e formar o vapor. Quanto mais forte as
forças de atração, maior é a temperatura na qual o
líquido entra em ebulição;
Forças Intermoleculares
- O ponto de fusão também aumenta à medida que as
interações ficam mais fortes: Ponto de Fusão
(estado sólido para líquido): As moléculas devem
vencer as forças de atração para separar-se e
formar o líquido. Quanto mais forte as forças de
atração, maior é a temperatura na qual o líquido
entra em fusão;
- Densidade (m/V): quanto maior a força
intermolecular maior é a densidade do composto.
Forças Intermoleculares
Explicando cada uma das Forças Intermoleculares
Forças 
Intermoleculares
Dipolo-Dipolo
Ligações de Hidrogênio
Dipolo Instantâneo-
Dipolo Induzido
Forças Intermoleculares
Interação Dipolo-Dipolo 
- Interações entre moléculas com Dipolos
Permanentes: entre moléculas polares!
Quando uma molécula polar encontra outra
molécula polar, da mesma espécie ou diferente,
ambas interagem. A extremidade positiva de uma
molécula é atraída pela extremidade negativa da
outra.
Forças Intermoleculares
- Com o aumento da polaridade, aumenta-se as forças
dipolo-dipolo;
- Entre os compostos HF e HBr, qual é o mais polar?
Forças Intermoleculares
Ligação de Hidrogênio
Lewis propôs que um par de elétrons não-ligantes
de uma molécula de água devia ser capaz de exercer
força suficiente sobre um átomo de hidrogênio de
outra molécula de água, de modo queessas
moléculas se encontrassem unidas umas às outras.
Forças Intermoleculares
A Ligação de Hidrogênio na água
Forças Intermoleculares
Para que esse tipo de interação ocorra é necessário 
que: 
1) Uma das moléculas possua átomos de hidrogênio
ligados a átomos bastante eletronegativos, como
oxigênio, nitrogênio ou flúor; e
2) A outra molécula possua também átomos
eletronegativos, como flúor, oxigênio ou nitrogênio,
com pares de elétrons não-ligantes;
Forças Intermoleculares
Ligação de Hidrogênio
- É normalmente representada por uma linha
pontilhada, da seguinte maneira: A-B-----:B. A sua
força tem intensidade de 8 a 40 kJ/mol, dependendo,
dentre outros fatores, das eletronegatividades dos
átomos A e B. Ou seja, quanto mais eletronegativo
for o átomo que estiver covalentemente ligado ao H,
e quanto mais eletronegativo for o átomo aceptor,
mais forte será a ligação de hidrogênio.
Forças Intermoleculares
Ligação de Hidrogênio
Forças Intermoleculares
Interação dipolo instantâneo-dipolo induzido: 
Interações entre moléculas apolares
....Em média, as nuvens eletrônicas são esféricas.
Quando duas moléculas apolares aproximam-se,
entretanto, atrações ou repulsões entre seus elétrons
e núcleos podem conduzir a distorções nas suas
nuvens eletrônicas. Isto é, dipolos podem ser
momentaneamente induzidos em átomos ou
moléculas vizinhos, e esses dipolos induzidos levam
a uma atração intermolecular.
Forças Intermoleculares
Interações entre moléculas apolares: Interação dipolo 
instantâneo-dipolo induzido
A força intermolecular de atração em líquidos e
sólidos constituídos de moléculas apolares é uma
força dipolo-instantâneo/dipolo induzido, também
chamada de força de dispersão de London ou forças
de Van der Waals.
Forças Intermoleculares
Interações entre moléculas apolares: Interação dipolo 
induzido-dipolo induzido
As forças de dispersão tendem a aumentar com o
aumento da massa molar. A magnitude dessa força é
proporcional à área de contato entre as moléculas.
Forças Intermoleculares
Exemplo: Alcanos (hidrocarbonetos desprovidos de
insaturação):
- Alcanos lineares com até 4C: são gases à
temperatura ambiente (25º);
- Alcanos lineares que contêm 5 a 17C: são líquidos;
- Alcanos lineares com 18 ou mais C: são sólidos.
Forças Intermoleculares
A intensidade das forças de London depende
também da forma das moléculas. Exemplo: Alcanos
isoméricos de fórmula C5H12
À medida que o composto fica mais ramificado, ele se torna
mais esférico, e, conseqüentemente, a área de contato entre
as moléculas diminui, resultando em um decréscimo na
intensidade das interações intermoleculares.
Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares
A intensidade das forças de London depende
também das formas das moléculas. Exemplo:
Forças Intermoleculares
A intensidade das forças de London depende
também das formas das moléculas. Exemplo:
Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares
Forças Intermoleculares
Fabricação da
Margarina: Conversão de
óleos insaturados a
gorduras saturadas
Forças Intermoleculares
Resumo
- As forças intermoleculares agem entre moléculas
que são polares ou entre as moléculas apolares, em
que dipolos podem ser induzidos;
- As forças de dispersão de London são as únicas
forças entre moléculas apolares. Entretanto, é
importante enfatizar que as forças de dispersão são
encontradas em todas as moléculas, tanto polares
como apolares;
Forças Intermoleculares
Resumo
- Forças de dispersão de London e Ligações de
Hidrogênio no octanol:
Forças Intermoleculares
Resumo
- Em geral, a intensidade das forças intermoleculares
segue a ordem: Ligação de hidrogênio> dipolo-
dipolo> dipolo instantâneo-dipolo induzido;
Temperatura de 
Ebulição
Força 
intermolecular
predominante
Etanol
CH3CH2OH
78,3°C Ligação de 
Hidrogênio
Éter dimetílico
CH3OCH3
- 24,8 °C Dipolo-Dipolo
Forças Intermoleculares
Tipo de Interação Fatores 
Responsáveis pela 
Interação
Exemplo
Dipolo Induzido –
Dipolo Induzido
Polarizabilidade* I2----I2
Dipolo-Dipolo Momento dipolar 
(depende da 
eletronegatividade 
dos átomos e da 
estrutura molecular)
HCl----HCl
Ligação de 
Hidrogênio
Ligação X-H muito 
polar (onde X=F, N, 
O)
H2O----H2O
* Facilidade com que a nuvem eletrônica pode ser distorcida
Forças Intermoleculares
- Qual força intermolecular (predominante) deve ser
superada para:
a) Fundir o gelo?
b) Fundir I2 sólido?
c) Converter NH3 líquida a NH3 vapor?
Forças Intermoleculares
- Que tipo de força intermolecular deve ser superada
na conversão de cada um dos seguintes compostos,
de um líquido a um gás?
a) O2 líquido?
b) CH3I (iodeto de metila)?
c) CH3CH2OH (etanol)?
Forças Intermoleculares
- Em quais dos seguintes compostos se espera a
formação de ligações de hidrogênio
intermoleculares no estado líquido? Represente-as
a) CH3OCH3 (éter dimetílico)
b) CH4 (metano)
c) CH3CH2OH (etanol)
d) HF
e) Br2
f) CH3OH (metanol)
Forças Intermoleculares
- Organize cada grupo de compostos em ordem
crescente de temperatura de ebulição.
(Ia) (IIa) (IIIa)
OH O
OH
(Ib) (IIb) (IIIb)
OH NH2F
(Ic) (IIc) (IIIc)
(Id) (IId) (IIId)
Forças Intermoleculares
- Explique por que a temperatura de ebulição da 2-
metilpirrolidina (A) (100 C) é maior que da N-
metilpirrolidina (B) (79 C).
N
H
CH3 N
CH3
(A) (B)
Forças Intermoleculares
Solubilidade
Durante o processo de dissolução de um composto
(sólido ou líquido), denominado soluto, em um
líquido denominado solvente, as interações soluto-
soluto são substituídas por interações soluto-
solvente. Como regra prática geral, os compostos se
dissolverão bem em solventes com polaridades
semelhantes. Ou seja, os compostos iônicos e os
polares tendem a se dissolver bem em solventes
polares, e compostos pouco polares tendem a se
dissolver bem em solventes pouco polares.
Forças Intermoleculares
Soluto apolar com solvente apolar
Forças Intermoleculares
Soluto apolar com solvente polar
Forças Intermoleculares
- O etanol e a água misturam-se em qualquer
proporção. Isto ocorre porque os dois
compostos são bastante polares. O etanol
interage com a água por meio de ligação de
hidrogênio:
Solubilidade
Forças Intermoleculares
A solubilidade de uma molécula em água
dependerá do balanço entre a parte polar e a
parte apolar. No caso do etanol, o grupo
polar é constituído pela hidroxila (OH), e a
parte apolar, pelo grupo CH3CH2- Como o
grupo apolar é relativamente pequeno, o
etanol tem polaridade semelhante à água.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
A dissolução, em água, de álcoois lineares
com 4, 5 e 11 átomos de carbono, são,
respectivamente, 7,9 g/100 mL; 2,3 g/100 mL
e praticamente zero.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
À medida que a cadeia hidrocarbônica
aumenta, a solubilidade diminui. Isso ocorre
pois o grupo polar, também denominado
hidrofílico é o mesmo. Entretanto, a parte
apolar constituída pela cadeia carbônica
aumenta. Com isso, a molécula fica mais
parecida com um hidrocarboneto em termos
de polaridade.....
Solubilidade
Forças Intermoleculares
...Embora as três moléculas sejam capazes de
realizar ligações de hidrogênio com a água, a
interação molecular predominante entre as
moléculas do álcool com 11 átomos de
carbono é do tipo forças de London ou Van
der Waals. Por ser muito polar, a água não
interage bem com a cadeia; que é
denominada hidrofóbica.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
A solubilidade do butanol é 7,9 g/100 mL de
água. Quando um novo grupo OH é
acrescentado à essa molécula, forma-se o
butano-1,4-diol, que é totalmente miscível
em água.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
Para efeitos práticos, compostos que
possuem um grupo capaz de realizar ligação
de hidrogênio (por exemplo: OH, NH) e com
até três átomos de carbono são solúveis em
água. Aqueles com 4 a 5 átomos de carbono
estão no limite de solubilidade e os de 6 ou
mais carbonos, que não são iônicos,são
considerados insolúveis.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
Se o composto possuir 6 ou mais átomos de
carbono, mas tiver muitos grupos polares ,
ele poderá se solubilizar em água. Esse é o
caso da sacarose, o açúcar de uso caseiro,
obtido da cana-de-açúcar.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
Os compostos pouco polares e insolúveis em
água são solúveis em hexano e outros
solventes pouco polares. Nesse caso, os
compostos são denominados lipofílicos. Esse
termo quer dizer que o composto é solúvel
em óleos e gorduras, que são, por natureza,
pouco polares e denominados genericamente
lipídios.
Solubilidade
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Lipídeo (apolar)
Água (polar)
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
hidrocarbônica
hidrocarbônica
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Forças Intermoleculares
Por que se usam sabões e detergentes na limpeza?
Forças Intermoleculares
Exemplo de detergente:
Forças Intermoleculares
Exemplo de detergente e sua ação:
Dodecilbenzenossulfonato de sódio
Forças Intermoleculares
E os compostos iônicos, podem interagir com as 
moléculas?
Soluto iônico com solvente polar
Forças Intermoleculares
Soluto iônico com solvente polar
Forças Intermoleculares
Ligações de Hidrogênio no DNA:
Forças Intermoleculares
Ligações de Hidrogênio no DNA:
Forças Intermoleculares
Estrutura de Proteínas:
Forças Intermoleculares
Desnaturação Protéica: 
Forças Intermoleculares