Aula_7_Forcas_Intermoleculares_Eliana_Valle_2013

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Forças Intermoleculares 
Estrutura da Matéria – Profa. Eliana Valle 
Por que uma molécula pequena 
como H2O está no estado líquido 
e não gasoso a 25 oC e 1 atm? 
Por que gelo flutua na água? 
Por que flocos de neve têm 
6 lados? 
Por que Cl2 é gasoso enquanto 
Br2 é líquido e I2 é sólido a 25 
oC 
e 1 atm? 
Cl2 
Br2 
I2 
Forças Químicas 
Forças 
INTRAmoleculares 
Mantêm átomos 
juntos para 
formar moléculas 
Forças 
INTERmoleculares 
Forças entre 
moléculas ou 
entre íons e moléculas 
Podem ser agrupadas em forças de curto alcance e longo alcance 
Resumo das Forças Químicas 
Forças Intermoleculares: 
Originam-se do contato não reativo 
entre moléculas 
São inversamente proporcionais 
à distância entre as moléculas 
(forças de curta distância) 
As forças de London aumentam com o aumento do tamanho das 
moléculas, então estas forças podem tornar-se bastante grandes. 
Porém, de modo geral, eles são muito fracas 
 
Tipo de Interação 
 
 
Energia Envolvida (kJ mol-1) 
 
 
Iônica 
 
 
700 - 1100 
 
Covalente 
 
 
100 - 400 
 
Intermolecular 
 
 
2 - 42 
Energias das Interações 
As forças intermoleculares são baseadas em vários tipos de interações 
eletrostáticas e são mais fracas que ligações iônicas e covalentes. 
Estados Físicos da Matéria 
Lei dos Gases Ideais 
 
PV = nRT 
Formação de fases 
condensadas 
As forças que agem entre as 
moléculas são responsáveis pelas 
diferentes fases da matéria 
Forma da matéria que é uniforme 
em composição química e estado 
físico 
Lei dos Gases Ideais 
 
PV = nRT 
Formação de fases 
condensadas 
A temperatura na qual 
um gás se condensa 
depende da pressão e 
da intensidade das 
forças atrativas entre as 
moléculas 
Forças 
intermoleculares 
juntam as moléculas 
Fase condensada 
(fase sólida ou líquida) 
Moléculas estão próximas uma 
as outras (força intermolecular 
importante) 
Temperatura baixa 
Sem elas, só 
existiriam gases! 
Forças Intermoleculares 
Relacionadas com propriedades termodinâmicas da matéria 
condensada: ponto de fusão, ponto de ebulição e energia necessária 
para superar forças atrativas entre partículas (pressão de vapor, 
viscosidade, tensão superficial) 
Na fase gasosa as moléculas estão quase independentes, na fase 
condensada estão muito próximas sendo importante a influência das 
forças intermoleculares. 
 
 
 Importantes na solubilidade de gases, líquidos e sólidos; 
Gás Massa Molar (g/mol) Solubilidade*(g gás/100 g H2O) 
H2 2,01 0,000160 
N2 28,0 0,000190 
O2 32,0 0,00434 *20 
oC 
Forças Intermoleculares 
 Cruciais na formação de estruturas moleculares de importância biológica 
Origem das Forças Intermoleculares 
Gerados pela união não 
simétrica de átomos com 
diferentes eletronegatividades 
Dipolo permanente Dipolo nulo 
Forças eletrostáticas envolvendo cargas: dipolos permanentes e 
dipolos induzidos. 
Dipolo Permanente Dipolo Induzido 
Distorção da nuvem eletrônica de 
uma molécula (polarizável) por ação 
de carga, dipolo permanente ou 
proximidade a outra molécula 
Forças intermoleculares são atrações 
e repulsões entre moléculas. 
Tem origem eletrônica 
Interações Íon-Dipolo Permanente 
A água tem momento de dipolo permanente e pode interagir 
tanto com cátions quanto com ânions, dando origem 
a íons hidratados 
A dissolução de sais metálicos em água decorre da hidratação dos 
cátions metálicos 
[Fe(H2O)6]
3+ 
[Co(H2O)6]
2+ 
[Ni(H2O)6]
2+ 
[Cu(H2O)6]
2+ 
[M(H2O)6]
n+ 
2dipoloíon r
z
E



Interações Íon-Dipolo Permanente 
A interação íon-dipolo 
diminui a energia potencial 
do íon em um solvente. 
Magnitude da 
carga do íon 
Momento 
de dipolo 
Energia potencial 
é diminuída 
A interação entre um 
íon e um dipolo diminui 
com a distância 
A atração entre dipolos permanentes e íons depende da carga do 
íon e da distância íon-dipolo e é medida pelo Hhidratação 
 
Mn+ + H2O → [M(H2O)x]
n+ 
-1922 kJ mol-1 -405 kJ mol-1 -263 kJ mol-1 
Interações íon-dipolo são fortes para íons pequenos com carga elevada. 
Íons pequenos geram sais hidratados 
Na2CO3.10H2O x Cs2CO3 (anidro) 
O
H
H
+
-
• • • O
H
H
+
-
• • • O
H
H
+
-
• • •
Na
+Mg
2+
Cs
+
Interações Íon-Dipolo Permanente 
Interação Íon-Dipolo Induzido 
Ocorre quando um íon é introduzido em um meio contendo 
moléculas altamente polarizáveis (ex. Xe, I2) 
Distribuição esférica de 
cargas em um átomo 
Distorção causada pela 
aproximação de um cátion 
Interações Dipolo-Dipolo 
Envolve moléculas polares com momento de dipolo permanente 
Depende da orientação espacial dos dipolos 
3
a
r
E
b
dipolodipolo


Interações dipolo-dipolo são mais fracas que forças entre íons e 
caem rapidamente com a distância. 
Momento dipolar das 
moléculas interagindo 
Interações Dipolo-Dipolo: Ponto de Ebulição 
Geralmente o PE de moléculas com dipolo permanente 
é maior que o verificado para apolares com similar massa molar 
Ligações de Hidrogênio 
⇨ Caso especial de interação dipolo-
dipolo na qual a atração entre os 
dipolos é bem mais forte 
 
⇨ Um átomo receptor (A), que possua 
um par de elétrons isolado, pode 
interagir com um átomo doador (D) 
que carrega um hidrogênio ácido 
 
⇨ A e D tem que ser eletronegativos 
(N, F e O) 
 
⇨ A idéia de que o hidrogênio poderia 
ligar-se a 2 outros átomos surgiu em 
1919-1920 com Lewis e Huggins. 
 
Parâmetros de descrição: 
distância D-H (r1) 
distância H-A (r2) 
ângulo  entre D-H-A 
Ligações de Hidrogênio 
D 
A 
A 
D 
D 
Ligações de Hidrogênio 
Ligações de Hidrogênio na Água 
Por que as ligações de hidrogênio entre moléculas de água são 
especialmente fortes? 
-0, 820 
0, 410 0, 410 
Alta polaridade da 
ligação O-H e a 
presença dos pares 
de elétrons no O 
O H por ser pequeno, se aproxima dos 
pares de e- do O, formando essa forte 
interação 
Ligações de hidrogênio são responsáveis pela elevada 
capacidade calorífica da água 
 
Ligações de Hidrogênio na Água 
 Para elevarmos a temperatura de um grama de água em um grau 
Celsius é necessário fornecer energia equivalente a 4,184 J. 
Ligações de Hidrogênio no Gelo 
Gelo: retículo cristalino 
rígido 
Água: estrutura 
parcialmente 
ordenada. Ligações de H 
constantemente sendo 
formadas e rompidas 
Retículo cristalino 
aberto 
Ligações de Hidrogênio 
A ligação de hidrogênio é responsável pelo alto ponto de ebulição 
de algumas substâncias. 
Estrutura do DNA Ligações de Hidrogênio 
DNA: Sua forma de dupla 
hélice é mantida graças 
as ligações de hidrogênio 
entre os grupos OH e NH 
das bases nitrogenadas 
que o compõe. 
Interações Dipolo Permanente - Dipolo Induzido 
⇨ Uma molécula A com dipolo permanente pode induzir um dipolo 
numa molécula B apolar que esteja próxima a ela. 
 
⇨ A força desta interação vai depender da magnitude do momento 
de dipolo de A (A) e da polarizabilidade de B (aB). 
 
Dissolução de I2 em etanol 
O 
H 
-  
+  
I-I 
R 
-  
+  
O 
H 
+  
-  
I-I 
R 
O álcool 
temporariamente 
cria ou INDUZ um 
dipolo em I2. 
Interações Dipolo Permanente - Dipolo Induzido 
Interações Dipolo Induzido-Dipolo Induzido 
Forças de Dispersão de London 
Interações fracas que dependem da 
polarizabilidade das moléculas 
apolares 
Variam com o inverso da sexta 
potência da distância 
Também chamados dedipolos instantâneos 
6
21
r
ELondon
aa

Responsáveis pelo estado gasoso do F2 e Cl2, líquido do Br2 e 
sólido do I2 na CNTP 
Interações Dipolo Induzido-Dipolo Induzido 
Forças de Dispersão de London 
Com o aumento do número de elétrons, aumenta a polarizabilidade 
e podemos esperar maior interação de London! 
Dependem da polarizabilidade das moléculas apolares 
Composto Hvap (kJ mol-1) Ponto de Ebulição (oC) 
N2 5,57 -196 
O2 28 -183 
I2 41,95 184 
C6H6 (benzeno) 30,7 80 
Interações Dipolo Induzido-Dipolo Induzido 
Forças de Dispersão de London 
Quanto maior a massa molar, maior a 
nuvem eletrônica, maior a 
polarizabilidade, mais forte a interação, 
maior o PE 
6
2
r
ELondon
a

Interações Dipolo Induzido-Dipolo Induzido 
Forças de Dispersão de London 
Resumo de Forças Intermoleculares íon-íon 
íon-dipolo 
forças de dispersão 
de London 
dipolo-dipolo 
Exercício - Explicar as diferenças nos pontos de ebulição dos 
compostos abaixo, apesar da similaridade de suas massas 
molares