Aula 8-Forças Intermoleculares turma N2

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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 superfíciedo 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 momento de 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.