002 Polaridade & Forças Intermoleculares- Prof Dennis

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QUI-2014 Prof. D. RussowskyLigações Covalentes
• Ligações Covalentes Apolares
• Ligações Covalentes Polares
• Momentos de Dipolo
• Forças Intermoleculares
QUI-2014 Prof. D. RussowskyLigações Covalentes
Ligações Covalentes Apolares e Polares
A polaridade de uma ligação com elétrons compartilhados é dada pela ligação
entre átomos com diferentes eletronegatividades
Eletronegatividade
Cloro - 3,16
Eletronegatividade
Cloro – 3,16
Hidrogênio – 2,20
QUI-2014 Prof. D. RussowskyLigações Polares e Momentos de Dipolo
Eletronegatividade
Propriedade química que descreve a tendência de um átomo ou um grupo funcional
para atrair elétrons (densidade eletrônica) para si. É afetada pelo número atômico e
pela a distância dos elétrons de valência ao núcleo carregado. Proposto por Pauling, em
1932, como um desenvolvimento da teoria de ligação de valência. É adimensional,
referida como Escala de Pauling compreendida entre cerca de 0,7 a 3,98.
Tabela da Eletronegatividade dos Elementos
QUI-2014 Prof. D. RussowskyLigações Polares e Momentos de Dipolo
Eletronegatividade e Polaridade das Ligações
Ligação Covalente Não-Polar (ou Apolar): elétrons são compartilhados
igualmente entre dois átomos. Ex.: H-H (H2) e H3C-CH3, Cl-Cl (Cl2)
Ligação Covalente Polar: ligações entre elementos com diferentes
eletronegatividades. Os elétrons de ligação são atraídos mais fortemente a
pelo núcleo do átomo mais eletronegativo. H-Cl, H-OH, H3C-F.
Ácido Fluorídrico
Ligação Covalente Polar
Água
Ligação Covalente Polar
QUI-2014 Prof. D. RussowskyLigações Polares e Momentos de Dipolo
Momentos de Dipolo Elétrico
Grandeza física definida como o produto da magnitude da carga pela da
distância de separação entre as cargas. É uma medida de polaridade global
do sistema. As unidades SI são Coulomb-metro (C.m).
Debye: símbolo D, é uma unidade CGS do Momento de Dipolo Elétrico
nomeado em honra do físico Peter J.W. Debye (C.cm).
Momento de Dipolo = carga x distancia
µ = e x d
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Momentos de Dipolo de Moléculas Comuns
Amônia & Trifluoramina
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Forças Intermoleculares:
Forças de atração ou repulsão, agem entre partículas vizinhas
(átomos, moléculas ou íons). São mais fracas do que forças
intramoleculares que mantêm a molécula unida.
Forças Intermoleculares Atrativas
Em Moléculas Polares
Interações Dipolo–Dipole 
Interações Ion–Dipole
Ligações de Hidrogênio
Em Moléculas Apolares
Forças de Van der Waals
Forças de Keesom
Forças de Debye
Forças de Dispersão de London
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Interação Íon-Dipolo
Ligação de Hidrogênio
Interação Dipolo-Dipolo
Interação 
Íon-Dipolo Induzido
Interação
Dipolo-Dipolo Induzido
Interação po Forças 
de Disperção de London
Tipos de Forças Intermoleculares
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Interações Dipolo-Dipolo
Resultam quando duas moléculas polares se aproximam uma no espaço. A
porção parcialmente negativa de uma molécula é atraída pela porção
positiva da outra. Este tipo de interação entre as moléculas é responsável
por muitos fenômenos fisicamente e biologicamente significativos.
Entre Moléculas Polares Diferentes Moléculas Iguais
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Interações Dipolo-Dipolo & Íon-Dipolo
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Forças de Van der Walls: Forças de Van der Waals e incluem forças de
atração e repulsão entre os átomos, moléculas e superfícies como outras
forças intermoleculares. São causadas por correlações nas polarizações
flutuantes de partículas vizinhas (consequência da dinâmica quântica). São
as forças mais fracas entre as Forças Intermoleculares.
Forças de Van der Walls: Quatro Contribuições Principais
1. Um componente repulsivo, resultante do princípio de exclusão de Pauli, que
impede o colapso de moléculas.
2. Interações eletrostáticas atrativas ou repulsivas entre as cargas permanentes,
dipolos, quadrupolos e, em geral entre multipolos permanentes. A interação
eletrostática é chamada de Interação ou Força de Keesom (Willem H. Keesom).
3. Indução: (conhecida como Polarização), é a interação atrativa entre um
multipolo permanente de uma molécula e um multipolo induzido sobre a outra.
Esta interação é chamada de Força de Dabye (Peter J.W. Debye).
4. Dispersão: é a interação atrativa entre qualquer par de moléculas, incluindo
átomos de moléculas não-polares, decorrentes das interações de multipolos
instantâneos. Chamada de Força de Dispersão de London (Fritz London).
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Forças de Dispersão de London: força intermolecular fraca decorrente de
polarizações instantâneas induzidas quanticamente. São geradas a partir de
movimentos dos elétrons. Devido a repulsão mútua, a densidade de elétrons em uma
molécula se redistribui na proximidade de outra, gerando Dipolos Instantâneos. São
mais fracas que ligações iônicas e ligações de hidrogênio. A força aumenta com o
tamanho do átomo e sem ela não existiriam gases nobres na forma líquida.
Halogênios, F2, Cl2, Br2, I2 - O Flúor e o Cloro são gases à temperatura ambiente, o
Bromo é líquido e o Iodo é sólido. As Forças de London também se tornam mais fortes
com o aumento da Superfície de Contato.
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nPentano p.e. 36oC 
Neopentano
p.e. 10oC 
Van der Walls
Fracas
Van der Walls
Fortes
Pontos de EbuliçãoQUI 2014
Química Orgânica IB Prof. Dennis Russowsky
Forças IntermolecularesQUI 2014 Prof. Dennis Russowsky
Influência da Ramificação da Cadeia
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Ligações de Hidrogênio: Ligação de Hidrogénio é interação atrativa entre
moléculas polares em que o hidrogénio (H) está ligado a um átomo altamente
eletronegativo, como Nitrogênio (N), oxigênio (O) ou flúor (F). A ligação de
hidrogênio não é de fato uma Ligação Química, mas uma atração particular
muito forte (dipolo-dipolo). É a interação intermolecular mas forte.
Clusters de H2OSolubilidade do
Metanol
Hidróxido de Amômio
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Watson & Crick, a Ligação de Hidrogênio e a Estrutura 
a-Hélice do DNA
James Watson & Francis Crick Estrutura a-Hélice do DNA
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Ligações de Hidrogênio - Estabilidade Molecular do DNA
Ligações de Hidrogênio entre bases nitrogenadas
específicas dão estabilidade ao sistema a-Hélice.
QUI-2014 Prof. D. RussowskyForças Intermoleculares
Ligação de hidrogênio intermolecular em um
complexo dimérico auto-montado
Solvatação do Imidazol
Pela H2O
Ligação de hidrogênio simétrica
Hidrogênio é espaçado a meio
caminho entre dois átomos.
implicações moleculares das Ligações de Hidrogênio
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Implicações moleculares das Ligações de Hidrogênio
Ligação de hidrogênio intermolecular
Formação de “Clusters” (Agregados).
H2O
M.M.= 18
P. Ebulição= 100oC
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Implicações moleculares das Ligações de Hidrogênio
Ligação de hidrogênio intermolecular
Formação de Dímeros – Ácidos Carboxílicos
Acido Acético
M.M.= 60 
P. Ebulição= 118oC
Propanol
M.M.= 60
P. Ebulição= 97oC
Dímero do Ácido Acético
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Interações de Dipolo-Dipolo vs Ligações de Hidrogênio
A Força da Ligação de Hidrogênio
CH3H -161
oC CH3CH2H -88,5
oC CH3CH2CH2H -42
oC CH3(CH2)3CH2H +36
oC
Alcanos Lineares