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Prof. Marco Aurélio O. Lima QUÍMICA TECNOLÓGICA – TEORIA Engenharias SÃO AS FORÇAS DE ATRAÇÃO QUE UNEM AS MOLÉCULAS Ligação química: é a força atrativa que mantém dois ou mais átomos unidos. Introdução 1. A ligação covalente que mantém uma molécula unida é uma força intramolecular. 2. A atração entre moléculas é uma força intermolecular. Forças intermoleculares são muito mais fracas do que as forças intramoleculares. 16 kJ mol-1 versus 431 kJ mol-1 para o HCl Força intramolecular X Força intermolecular Interações intermoleculares São ligações entre moléculas de substâncias no estado sólido ou líquido. Aumento da intensidade das forças intermoleculares Quando uma substância funde ou entra em ebulição, forças intermoleculares são quebradas (não as ligações covalentes). Exemplo: O éter evaporou mais intensamente do que a água. Evidencia que as forças intermoleculares existentes no éter(l) são mais fracas do que as existentes na água (l). Interações intermoleculares Força ou atração de Van der Waals - Podem surgir de 3 fontes: 1. Dipolo-dipolo (ou Dipolo permanente - Dipolo permanente) 2. Dipolo-dipolo induzido 3. Dipolo induzido – Dipolo induzido Pontes de Hidrogênio ou Ligação de Hidrogênio Vamos refletir…. Interações dipolo-dipolo Moléculas constituídas de átomos diferentes, os elétrons não são compartilhados de maneira equivalente Eletronegatividade Interações dipolo-dipolo Ocorrem entre moléculas polares, pela atração entre os polos de cargas opostas. Exemplo: atrações entre metanol e triclorometano. Interações dipolo-dipolo Se duas moléculas têm aproximadamente a mesma massa e o mesmo tamanho, as forças dipolo-dipolo aumentam com o aumento da polaridade. Interações dipolo permanente-dipolo induzido Uma molécula com um dipolo permanente pode induzir um dipolo em uma segunda molécula que esteja localizada próxima no espaço. Interações dipolo permanente-dipolo induzido Ocorrem entre uma molécula polar (dipolo permanente) e outra apolar (dipolo induzido). A molécula de propanol (polar) induz um dipolo na molécula de hexano (apolar). A presença de moléculas que tem dipolos permanentes podem distorcer a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas, mesmo as que não possuem dipolos (apolares), através de uma polarização induzida. Interações dipolo induzido-dipolo induzido • Normalmente hidrocarbonetos (substâncias formadas apenas por Hidrogênio e Carbono) são consideradas apolares: apesar do átomo de carbono ser mais eletronegativo que o átomo de hidrogênio, esta diferença de eletronegatividade não é significativa. • Nesta situação (interação dipolo induzido-dipolo induzido) o que importa é a área superficial. Quanto maior for esta área, maior será a interação. CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3CH3 CH3 CH3-C-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 Ligações de 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. Interações intermoleculares Quando uma substância funde ou entra em ebulição, forças intermoleculares são quebradas (não as ligações covalentes). Comparando sólidos, líquidos e gases Prof. Marco Aurélio O. Lima Quanto maior for a área de superfície disponível para contato, maiores são as forças de dispersão. Tamanho das moléculas: quanto maior o tamanho das moléculas, maiores o PF e PE da substância. Interações intermoleculares Interações intermoleculares Variação da temperatura de ebulição com o número de átomos de carbono para os hidrocarbonetos lineares A temperatura de ebulição varia linearmente com o número de átomos de carbono. CH4 é um gás à temperatura ambiente. C8H18 é um líquido à temperatura ambiente. Interações intermoleculares Interações intermoleculares Ligação intermolecular: quanto maior a intensidade das forças de ligação, maiores os PF e PE da substância Ordem crescente da intensidade de interação: Dipolo induzido < dipolo – dipolo < Ligações de H Interações intermoleculares Propriedades dos líquidos Viscosidade Viscosidade é a resistência de um líquido em fluir Um líquido flui através do deslizamento das moléculas sobre outras Quanto mais fortes são as forças intermoleculares, maior é a viscosidade. Interações intermoleculares Interações intermoleculares O etanol é totalmente miscível em água em função das pontes de H que ocorrem entre a hidroxila do álcool e as moléculas H 2 O. Interações intermoleculares As forças intermoleculares são responsáveis por todas as propriedades físicas da matéria. Dispersão <dipolo-dipolo <ligações de hidrogênio A medida que a magnitude das interações intermoleculares aumenta, as energias necessárias para fundir, vaporizar ou sublimar uma substância aumentam. 1) Explique, de acordo com as forças intermoleculares, por que: a) H2O tem um ponto de ebulição mais alto que H2Te(Telureto de hidrogênio) b) H2O2 tem um ponto de ebulição mais alto que C2H6 c) I2 tem um ponto de fusão mais baixo que NaI EXERCÍCIOS 2) Quais dos seguintes compostos possuem forças de dipolo? a) CO b) CO2 (linear) c) F2 d) H2S(estrutura angular) EXERCÍCIOS Expliquem: DESAFIO!?!?!?!?!? DESAFIO!?!?!?!?!? No estado líquido as moléculas associam-se em grupos de 3 à 4, justificando a alta tensão superficial da água. Referências Bibliográficas J.B.RUSSEL. Química Geral. 2. ed. Vol.1, Ed. São Paulo:Makron Books, 1994. J.C.KOTZ. Química Geral e Reações Químicas. São Paulo:Thomson, 2005. BROWN, T.L et. al. Química a Ciência Central. São Paulo:Pearson, 2005. ATKINS, P.; JONES, L. 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