Aula 8 Forças Intermoleculares

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Forças Intermoleculares
QUÍMICA
A Ciência Central
9ª Edição
Química Geral I
Profª Livia Carneiro
• O que determina se um composto será sólido 
líquido ou gasoso a uma determinada condição 
de temperatura e pressão?
• O que faz com que o O2 (gás), água (líquida) e 
cloreto de sódio (sólido) estejam em diferentes 
estado físicos sob as mesmas condições de 
temperatura e pressão?
Uma comparação entre
líquidos e sólidos
As forças atrativas entre íons
em compostos iônicos
estão normalmente entre
700 a 1.100 kJ/mol.
Forças intermoleculares
A maioria das energias de
ligação covalente está na
faixa de 100 a 400 kJ/mol.
Forças intermoleculares são muito mais fracas do que as 
forças intramoleculares (por exemplo, 16 kJ mol-1 versus
431 kJ mol-1 para o HCl). 
Quando uma substância se funde ou entra em ebulição, forças
intermoleculares são quebradas (não as ligações
covalentes).
Energia de vaporização: 16 kJ/mol
Energia de dissociação: 431 kJ/mol
Forças intermoleculares
Forças íon-dipolo
A interação entre um íon e um dipolo (por exemplo, sol. de NaCl
em água).
A mais forte de todas as forças intermoleculares.
Forças intermoleculares
Forças dipolo-dipolo
 As forças dipolo-dipolo existem entre
moléculas polares neutras.
 Mais fracas do que as forças íon-
dipolo.
 Há uma mistura de forças dipolo-
dipolo atrativas e repulsivas quando
as moléculas se viram.
 Se duas moléculas têm
aproximadamente a mesma massa e
o mesmo tamanho, as forças dipolo-
dipolo aumentam com o aumento da
polaridade.
Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
Entre moléculas apolares (líquidos e sólidos) não podem haver
forças dipolo-dipolo.
Se gases apolares podem ser liquefeitos: leva à conclusão de que
deve existir alguma interação atrativa entre átomos e moléculas
apolares.
Forças de dispersão de London: É a mais fraca de todas as forças
intermoleculares. Ocorre em todas as moléculas, não importa se 
elas são polares ou apolares. Estima-se que estas forças de 
dispersão são responsáveis por mais de 80% da atração total 
entre as moléculas.
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Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
É possível que duas moléculas adjacentes neutras se afetem.
O núcleo de uma molécula (ou átomo) atrai os elétrons da
molécula adjacente (ou átomo).
Por um instante, as nuvens eletrônicas ficam distorcidas.
Nesse instante, forma-se um dipolo (denominado dipolo
instantâneo).
Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
Um dipolo instantâneo pode induzir outro dipolo instantâneo em
uma molécula (ou átomo) adjacente.
As forças entre dipolos instantâneos são chamadas forças de 
dispersão de London.
Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
O2 e N2 e os halogênios não são polares
Por que, então o O2 dissolve-se na água que é polar?
Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
Indução de um dipolo em moléculas que não apresentam dipolo
permanente por moléculas polares.
A nuvem eletrônica de uma molécula de O2 é simetricamente
distribuída ao redor dos dois átomos de oxigênio.
Com a aproximação de uma molécula de água a nuvem
eletrônica da molécula de O2 é distorcida.
A molécula de O2 torna-se polar, um dipolo é induzido pela
molécula de água
O oxigênio é dissolvido em água porque existe uma força de 
atração entre um dipolo permanente e o dipolo induzido
Forças intermoleculares
Polarização: processo de indução de um dipolo.
Portanto, quanto maior a massa molar, maior a nuvem eletrônica
e maior será a polarizabilidade da molécula.
A intensidade das forças de dispersão de London tendem a 
aumentar com o aumento do tamanho molecular.
Um dipolo é induzido quando a polarizabilidade aumenta
Tabela de solubilidades de gases comuns em água ilustra o efeito de interações
entre um dipolo e um dipolo induzido.
Gás
Massa Molar 
(g/mol)
Solubilidade a 20ºC (g 
gás/100 g de água)
H2 2,01 0,000160
N2 28,00 0,000190
O2 32,00 0,000434
Forças intermoleculares
O I2, iodo, é um sólido e não um gás nas CNTP, comprovando
que moléculas apolares devem também apresentar forças
intermoleculares.
A nuvem eletrônica de um átomo ou molécula com nuvem
eletrônica grande (I2) pode ser polarizada mais facilmente que
a nuvem eletrônica de um átomo ou molécula muito menor
(H2), em que os elétrons de valência estão mais próximos do
núcleo e são mais fortemente retidos.
Forças intermoleculares
Forças de dispersão de London
A energia das interações de London também depende da forma 
das moléculas.
Forças intermoleculares
Ligação hidrogênio
 Caso especial de forças dipolo-dipolo.
 A partir de experimentos: os pontos de ebulição de 
compostos com ligações H-F, H-O e H-N são anomalamente
altos.
 Forças intermoleculares são anomalamente fortes.
Forças intermoleculares
Ligação hidrogênio
A ligação de H necessita do H ligado
a um elemento eletronegativo
(mais importante para compostos
de F, O e N).
Os elétrons na H-X (X = elemento
eletronegativo) encontram-se 
muito mais próximos do X do que
do H.
O H tem apenas um elétron, dessa
forma, na ligação H-X, o H + 
apresenta um próton quase
descoberto.
Conseqüentemente, as ligações de H 
são fortes.
Ligação hidrogênio
Forças intermoleculares
Ligação de hidrogênio
Forças intermoleculares
Ligação de hidrogênio
As ligações de hidrogênio são responsáveis pela:
– Flutuação do gelo
Anomalamente o gelo é menos denso que a água
O gelo é ordenado com uma estrutura aberta para otimizar
a ligação H.
Conseqüentemente, o gelo é menos denso do que a água.
O gelo tem águas ordenadas em um hexágono regular 
aberto.
Cada + H aponta no sentido de um par solitário no O.
O gelo é cerca de 10% menos denso que a água líquida, o 
que explica porque o gelo flutua em água líquida
Forças intermoleculares
Ligação hidrogênio
Quando a maioria das substâncias congelam ou quando são criadas a
partir de uma reação de precipitação, formam-se cristais que tem
formas altamente regulares e simétricas.
As características superficiais altamente regulares de um cristal são
um reflexo da repetição de um arranjo ordenado dos átomos,
moléculas ou íons que existem dentro dele.
Forças intermoleculares
As forças intermoleculares são capazes de explicar algumas
propriedades de líquidos como:
Viscosidade
Viscosidade é a resistência ao escoamento.
Quanto maior a viscosidade mais lento é o escoamento.
Um líquido flui através do deslizamento das moléculas sobre
outras.
Quanto mais fortes são as forças intermoleculares, maior é a 
viscosidade.
Tensão superficial
Medida da resistência do filme que parece cobrir a superfície
de um líquido. As moléculas volumosas (aquelas no líquido) 
são igualmente atraídas pelas suas vizinhas.
Algumas propriedades 
dos líquidos
Tensão superficial
As moléculas da superfície são
atraídas apenas para o interior.
– Consequentemente, as
moléculas da superfície estão
mais densamente
empacotadas.
A tensão superficial é a tendência
das moléculas da superfície de
serem puxadas para o corpo do
líquido.
Quando as forças de atração entre as
moléculas são grandes a tensão
superficial é grande.
As forças de coesão ligam as moléculas entre si.
As forças de adesão ligam as moléculas a uma superfície
Menisco é a forma da superfície do líquido. 
– Se as forças de adesão são maiores do que as forças de 
coesão, a superfície do líquido é atraída para o seu recipiente
mais do que as moléculas volumosas. Portanto, o menisco
tem formato de U (por exemplo, água em um copo).
Exercício 1:
Os momentos de dipolo da acetonitrila, CH3CN, e o iodeto de metila, 
CH3I, são 3,9D e 1,62D, respectivamente. 
a) Qual dessas substâncias terá as maiores atrações dipolo-dipolo entre 
as moléculas?
b) Qual dessas substâncias terá as maiores atrações do tipo dispersão de 
London? 
c) Os pontos de ebulição de CH3CN e CH3I são 354,8 K e 315,6 K, 
respectivamente. Qual substância tem as maiores forças de atração 
como um todo?
a) As atrações dipolo-dipolo aumentam em magnitude à medida 
que o momentode dipolo da molécula aumenta
b) CH3CN (MM = 41 u) e CH3I (142 u); quando as moléculas 
diferem em sua massa atômica, a molécula com maior massa 
terá as atrações de dispersão mais fortes.
c) CH3CN tem as maiores forças de atração (dipolo-dipolo)
Exercício 2:
Descreva as forças intermoleculares que devem ser rompidas 
para se converter, cada um dos itens seguintes de um líquido 
para um gás:
a) Br2
b) CH3OH
c) H2S
a) Br2 é uma molécula covalente apolar, então as forças de 
dispersão de London é que devem ser superadas para 
convertê-la em um gás
b) O metanol é uma molécula covalente polar que “sente” as 
forças de dispersão de London, dipolo-dipolo, e ligações 
hidrogênio.
c) H2S é uma molécula covalente polar que experimenta forças 
de dispersão de London e dipolo-dipolo (não possui ligação 
hidrogênio).
Exercício 3:
Que tipo de força intermolecular explica as seguintes diferenças 
em cada caso:
a) CH3OH entra em ebulição a 65ºC, CH3SH (metanotiol) entra 
em ebulição a 6ºC
b) Xe é um líquido a pressão atmosférica e 120 K, enquanto Ar 
é um gás
c) Kr, peso atômico 84, entra em ebulição a 120,9 K, enquanto 
Cl2, massa molecular aproximada de 71, entra em ebulição a 
238 K
a) CH3OH possui ligações hidrogênio
b) Ambos os gases possuem forças de dispersão de London , quanto 
mais pesadas as partículas do gás maiores são as forças de 
dispersão; o Xe é mais pesado e por isso é um líquido enquanto que 
o Ar é um gás em condições específicas.
c) Ambos os gases sofrem influência das forças de dispersão de 
London, a molécula diatômica maior (Cl2) é mais polarizável, possui 
maior força de dispersão e maior ponto de ebulição.