2013 CN forças intermoleculares aula02

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ASSUNTO: Forças Intermoleculares
O
H
H
H
H
O
Prof. Eloisa
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OBJETIVOS:
Identificar as forças intermoleculares;
Resolver exercícios.
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Forças Intermoleculares
1- Dipolo instantâneo/induzido ( induzido/induzido,forças de London , Van der Waals).
Une moléculas apolares , e os gases nobres , é a + fraca das ligações intermoleculares.
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Forças dipolo induzido-dipolo induzido
Essas forças ocorrem em todos os tipos de moléculas, mas são as únicas que acontecem entre as moléculas apolares.
Quando essas moléculas estão no estado sólido ou líquido, devido à proximidade existente entre elas, ocorre uma deformação momentânea das nuvens eletrônicas, originando pólos. 
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Se o campo elétrico for não uniforme, haverá uma força elétrica resultante não nula atuando sobre o dipolo:Esta é a força responsável pela conhecida atração de pequeninos pedaços de papel por um pente carregado.
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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.
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Dipolo instantâneo-dipolo induzido
O pólo positivo do dipolo permanente (molécula polar) vai atrair a nuvem electrónica da molécula apolar, deformando-a. Esta deformação corresponde ao aparecimento de um dipolo induzido. 
H
H
O
+
+
Cl
Cl
Clica Enter
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Ligações de London
Em média , a nuvem eletrônica distribui-se de uma forma esférica à volta do núcleo.
O movimento do electrão, provoca num determinado instante um dipolo instantâneo.
A
Molécula
apolar
Dipolo 
instantâneo
+
-
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2 – Pontes de Hidrogênio (H-FON/FON) 
Une moléculas polares que possuam ligações entre o”H” c/ “F” ou “O” ou “N”. É a + forte das 3 FI.
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Ligações de hidrogênio 
O
H
H
H
H
O
S
H
H
A ligação de H ( Hidrogênio ) é um caso particular da ligação diplo-dipolo.
Clica Enter
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Ligações de Hidrogênio
As ligações de H estabelecem-se entre átomos pequenos e eletronegativos (N , O e F) e o átomo de H.
O
H
H
H
H
O
O
H
H
+
-
+
+
+
+
+
-
-
Clica Enter
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Ligações de Hidrogénio
É necessário fornecer mais energia à água para romper essas ligações ( Hidrogênio ), daí , o seu ponto de ebulição ser maior. 
O
H
H
H
H
O
O
H
H
+
-
+
+
+
+
+
-
-
Clica Enter
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As forças Intermoleculares
	Quanto mais fortes as ligações intermoleculares, maior será a energia posta em jogo para romper as ligações entre moléculas, de forma que se dê a passagem do estado sólido a líquido.
O
H
H
O
H
H
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H FON
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O
H
O
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
H
H
O
H
H
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Ponte de hidrogênio - Exemplos
HF
NH3
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Ligações de Hidrogénio
As ligações de H são das ligações intermoleculares mais fortes.
O
H
H
H
H
O
O
H
H
+
-
+
+
+
+
+
-
-
Clica Enter
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Forças Intermoleculares 3. Pontes de Hidrogênio
Como conseqüência das fortes interações intermoleculares, a água apresenta algumas propriedades especiais. Alguns insetos, por exemplo, podem andar sobre ela. Uma lâmina de barbear, se colocada horizontalmente, também flutua na água. Isto deve-se à tensão superficial da água. 
Propriedades Físicas
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3. Pontes de Hidrogênio
Conceitos para Relembrar V: 
Tensão Superficial da Água: uma propriedade que faz com o líquido se comporte como se tivesse uma membrana elástica em sua superfície. Este fenômeno pode ser observado em quase todos os líquidos, e é o responsável pela forma esférica de gotas ou bolhas do líquido. 
A razão é que as moléculas de água interagem muito mais fortemente com suas vizinhas do que com as moléculas do ar, na interface. As moléculas que estão no interior da gota, por exemplo, interagem com outras moléculas em todas as direções; as moléculas da superfície, por outro lado, interagem somente com moléculas que estão nas suas laterais ou logo abaixo.
Este “desbalanço” de forças intermoleculares faz com que estas moléculas, da superfície, sejam atraídas para o interior do líquido. Para se remover estas moléculas da superfície é necessário uma certa quantidade mínima de energia - a tensão superficial. Para a água, isto corresponde a 0,07275 joules/m2, a 20oC. Líquidos orgânicos, como o benzeno ou o tolueno, tem valores menores de tensão superficial, já que suas interações intermoleculares são mais fracas. 
Propriedades Físicas
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3. Pontes de Hidrogênio
Tensão Superficial
Propriedades Físicas
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Ponte de hidrogênio - Exemplos
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Uma curiosidade...
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3 - Dipolo/dipolo(Dip-dip).
Une moléculas polares que ñ tenham “H-FON/FON”. Possui força intermediária.
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+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
+
–
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Ligações dipolo-dipolo 
Ligação dipolo-dipolo 
O
H
H
H
H
O
S
H
H
Ligação por ponte de H 
Clica Enter
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Forças dipolo permanente-dipolo permanente ou dipolo-dipolo
Esse tipo de força intermolecular é característico de moléculas polares.
EXEMPLOS
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Os pólos são indicados pela letra sigma + ou -
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Ligações dipolo-dipolo
As ligações dipolo-dipolo estabelecem-se entre moléculas polares ( R  0 ). 
O
H
H
H
H
O
O
H
H
+
-
+
+
+
+
+
-
-
Clica Enter
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Ligações dipolo-dipolo 
H
H
H
H
O
S
O que condiciona a diferença no estado físico destas substâncias são as ligações de H que se estabelecem entre as moléculas de água. Entre moléculas de H2S não se estabelecem ligações de H.
Gás ( 25º C )
Liquido ( 25º C )
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Ligações dipolo-dipolo 
H
H
H
H
S
Entre moléculas de H2S estabelecem-se ligações dipolo-dipolo.
S
Clica Enter
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RESUMINDO
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“Lagartixa de Van der Walls”
Lagartixa van der Waals
Uma dúvida cruel tem atormentado muitos cientistas: como, de fato, a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto? Alguns sugeriram que suas patas possuissem microventosas. Entretanto, todas as tentativas de se provar a existência de tais ventosas falharam: as lagartixas possuem tal comportamento mesmo sob vácuo ou sobre uma superfície muito lisa e molhada. Em 1960, o alemão Uwe Hiller sugeriu que um tipo de força atrativa, entre as moléculas da parede e as moléculas da pata da lagartixa, fosse a responsável. Hiller sugeriu que estas forças fossem as forças intermoleculares de van der Waals. Tudo bem que elas mantenham moléculas unidas, mas... uma lagartixa? Poucos deram crédito à sugestão de Hiller. 
Até que, em um exemplar recente da revista Nature, Autumn escreveu o artigo "Full, Adhesive force of a single gecko foot-hair" (Autumn, K. et al., Nature 405, 681-685 (2000)), trazendo evidências de que, de fato, são forças intermoleculares as responsáveis pela adesão da pata da lagartixa à parede. Mais precisamente entre a superfície e as moléculas dos "setae", pelos microscópicos que cobrem as patas das lagartixas. 
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01) Compostos de HF, NH3 e H2O apresentam pontos de
 fusão e ebulição maiores quando comparados com H2S
 e HCl, por exemplo, devido às:
a) forças de Van Der Waals.
b) forças de London.
c) pontes de hidrogênio.
d) interações eletrostáticas.
e) ligações iônicas.
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02) (UCDB-DF) O CO2 no estado sólido (gelo seco) passa diretamente
 para o estado gasoso em condições ambiente; por outro lado, o
 gelo comum derrete nas mesmas condições em água líquida, a
 qual passa para o estado gasoso numa temperatura próxima a
 100°C. Nas três mudanças de estados físicos, respectivamente,
 são rompidas:ligações covalentes, pontes de hidrogênio e pontes de hidrogênio.
b) interações de Van der Waals, ligações iônicas e ligações iônicas.
c) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e ligações covalentes.
d) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e pontes de hidrogênio.
e) interações de Van der Waals, pontes de hidrogênio e interações de Van der Waals.
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“Nos icebergs, as moléculas polares da água associam-se por................................. 
 No gelo seco, as moléculas apolares do dióxido de carbono unem-se por
 ...................................... . Conseqüentemente, a 1 atm de pressão, é possível
 prever que a mudança de estado de agregação do gelo ocorra a uma temperatura ................ do que a do gelo seco.” 
I
II
III
Para completá-lo corretamente, I, II e III devem ser substituídos, respectivamente, por:
a) Forças de London, pontes de hidrogênio e menor.
b) Pontes de hidrogênio, forças de Van der Waals e maior.
c) Forças de Van der Waals, pontes de hidrogênio e maior.
d) Forças de Van der Waals, forças de London e menor.
e) Pontes de hidrogênio, pontes de hidrogênio e maior.
PONTES DE HIDROGÊNIO
FORÇAS DE VAN DER WAALS
MAIOR
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04)O CO2 é de importância crucial em vários processos que se desenvolvem na Terra, participando, por exemplo, da fotossíntese, fonte de carbono para formação da matéria que compõe as plantas terrestres e marinhas. Sabendo que a molécula de CO2 é apolar, podemos afirmar que as forças intermoleculares que unem as moléculas de CO2 são do tipo
 a) iônico. 
b) ponte de hidrogênio
c) forças dipolo-dipolo. 
d) forças de London
 e) forças dipolo-permanente. 
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Exercícios
5 (PUC-RS) Um dos testes realizados para a determinação da quantidade de álcool na gasolina é aquele em que se lhe adiciona água, ocasionando a extração do álcool pela água. Isso pode ser explicado pelo fato de álcool e água possuírem: 
a) ligações covalentes simples e dativas. 
b) forças de atração por ligações de hidrogênio. 
c) forças de atração por forças de Van der Waals. 
d) o grupo OH- carboxila. 
e) moléculas apolares. 
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Exercícios
6 (UFMG-MG) Considere separadamente as substâncias líquidas tetracloreto de carbono, água, n-hexano e acetona, listadas na tabela de interações intermoleculares, nessa ordem. 
As interações mais fortes entre as espécies constituintes estão indicadas corretamente em: 
a) I b) II c) III d) IV e) V 
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Exercícios
7-(FURRN) O gás carbônico (CO2) apresenta:
a) quatro ligações covalentes comuns polares
e molécula apolar.
b) quatro ligações covalentes comuns polares
e molécula polar.
c) quatro ligações covalentes comuns apolares
e molécula apolar.
d) quatro ligações covalentes comuns apolares
e molécula polar.
e) quatro ligações covalentes dativas e
molécula apolar.
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EXERCÍCIOS
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Exercícios
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Exercícios
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Exercícios
10-
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Exercícios
11
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Exercícios
12
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Exercícios
(UFRN) O metano (CH4) é uma substância constituinte do
gás natural, utilizado como combustível para a produção
de energia. Nas condições ambiente (a 25 °C e pressão de
1,0 atm), o metano se apresenta no estado gasoso, pois suas
moléculas e suas interações são, respectivamente:
Tipo de moléculas Tipo de interação
A) apolar dipolo instantâneo-dipolo induzido
B) polar dipolo-dipolo
C) apolar dipolo-dipolo
D) polar dipolo instantâneo-dipolo induzido
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EXERCÍCIOS
(FGV SP) 
Considere as interações que podem ocorrer entre duas substâncias quaisquer dentre as representadas na tabela.
Forças intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio podem ocorrer na interação das substâncias
 
a)	I e II.
b)	I e III.
c)	II e III.
d)	II e IV.
e)	III e IV.
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(Unip-SP) O principal tipo de força atrativa que deve ser vencida para sublimar o gelo-seco (CO2 sólido) é: 
a) ligação covalente 
b) força de London (entre dipolos temporários). 
c) força entre dipolos permanentes (devidos à diferença de eletronegatividade). 
d) ligação coordenada. 
e) ligação iônica. 
Resp B
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"(...) o Corpo de Bombeiros de José Bonifácio, a 40km de São José do Rio Preto, interior de São Paulo, foi acionado por funcionários do frigorífico Minerva. O motivo foi um vazamento de amônia." 
(www.globonews.globo.com) 
A amônia (NH3) é um gás à temperatura ambiente. Nesta temperatura suas moléculas estão pouco agregadas e, no estado líquido, elas estão mais próximas umas das outras. Assinale a opção que indica a interação existente entre suas moléculas no estado líquido. 
a) ligação de hidrogênio 
b) dipolo - dipolo 
c) dipolo - dipolo induzido 
d) dipolo induzido - dipolo induzido 
e) íon - dipolo 
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A observação e o estudo da natureza das substâncias e de seu comportamento são intrigantes e por isso fascinantes. Leia com atenção os fatos reais relatados a seguir e assinale a alternativa INCORRETA que está relacionada a esses fatos. 
- A água, ao contrário da maioria das substâncias, aumenta de volume ao se solidificar. 
- A água, apesar de líquida nas condições ambientes, pode ser obtida pela reação entre os gases hidrogênio e oxigênio. 
a) A estrutura hexagonal da água mantida pelas pontes de hidrogênio no estado sólido provoca "um vazio" dentro do cristal de gelo, tornando-o mais volumoso. 
b) A existência de dipolos elétricos na água faz com que as moléculas se atraiam fortemente, levando-as ao estado líquido. 
c) Ao contrário do que ocorre na água, substâncias simples como o hidrogênio e o oxigênio apresentam grande força de atração entre suas moléculas, portanto são gases. 
d) Substâncias simples como o hidrogênio e o oxigênio possuem forças de atração fracas entre suas moléculas, portanto são gases. 
e) O estado físico das substâncias depende das forças de atração entre suas moléculas. 
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Química
Hidrocarbonetos (HC)
Solubilidade em água
PF e PE (ºC)
São apolares e, portanto, pouco solúveis em água.
*São solúveis em solventes orgânicos
Aumentam conforme aumenta o número de carbonos (peso molecular).
*1 a 5 C = gases
*6 a 17 = líquidos
* > 17 = sólidos
*
Química
Álcoois
Solubilidade em água
PF e PE (ºC)
Muito solúveis até 3 carbonos. A partir de 4 carbonos a molécula torna-se mais APOLAR que polar.
Aumenta conforme aumenta o tamanho da cadeia carbônica
Até 10C = líquidos
Acima de 10C = sólidos
*
Química
Ácidos carboxílicos
Solubilidade em água
PF e PE (ºC)
Têm PF e PE maiores que de álcoois, cetonas, éteres, aldeídos e haletos de peso similar. Por quê?
Até 4C são completamente solúveis em água. A partir disso a solubilidade diminui conforme aumenta o nº de C.
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02) As moléculas do CH4 e NH3 apresentam, as seguintes
 respectivamente, as seguintes geometrias:
a) quadrada plana e tetraédrica.
b) pirâmide trigonal e angular.
c) quadrada plana e triangular plana.
d) pirâmide tetragonal e quadrada plana.
e) tetraédrica e pirâmide triangular.
Estas moléculas terão 
uma geometria
 TETRAÉDRICA 
CH4
N
H
H
H
Se o átomo central “A” 
possui par de elétrons disponíveis a 
geometria da molécula será 
PIRAMIDAL 
*
Água e etanol são dois líquidos miscíveis em quaisquer proporções devido a ligações intermoleculares, denominadas: 
iônicas. 
 pontes de hidrogênio.
 covalentes coordenadas. 
 dipolo induzido - dipolo induzido.
 dipolo permanente 
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Um dos testes realizados para a determinação da quantidade de álcool na gasolina é aquele em que se adiciona água à mesma, ocasionando a extração do álcool pela água. Isso pode ser explicado pelo fato de álcool e água possuírem: 
A) ligações covalentes simples e dativas. B) forças de atração por pontes de hidrogênio. C) forças de atração por forças de Van der Waals. D) o grupo OH- carboxila. E) moléculas apolares. 
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