Polaridade_interacoes_intermoleculares_ Marcelo Herbst

Prévia do material em texto

POLARIDADE DAS LIGAÇÕES E INTERAÇÕES INTERMOLECULARES
1- Polaridade das ligações:
Quando dois átomos idênticos formam uma ligação covalente, como o H2 e o Cl2, os elétrons são compartilhados igualmente entre os dois átomos. A densidade de elétrons nos dois extremos da ligação é igual, pois os elétrons são atraídos com a mesma intensidade pelos dois núcleos. Entretanto, quando dois tipos diferentes de átomos se combinam, como no HCl, um núcleo normalmente atrai os elétrons da ligação mais fortemente que o outro. O resultado de atrações de magnitudes diferentes para os elétrons da ligação é uma distribuição não-uniforme da densidade destes elétrons (Figura 1). Por exemplo, sabemos que um átomo de cloro, por ser mais eletronegativo, atrai elétrons mais fortemente que um átomo de hidrogênio. Na molécula de HCl, então, a nuvem de elétrons é atraída para junto do Cl e este extremo da molécula fica com uma carga parcial negativa. Como conseqüência, a nuvem de elétrons se afasta do hidrogênio, o que torna este extremo da molécula mais positivo. 
Na molécula de HCl, a transferência de elétrons é incompleta. Os elétrons são compartilhados, mas de maneira desigual. As cargas nos extremos da molécula são menores que +1 e -1. Essas cargas são chamadas de cargas parciais e são normalmente indicadas pela letra grega minúscula delta (().
H – Cl
(+ (-
Uma ligação que possui cargas parciais positiva e negativa em seus extremos é chamada de ligação covalente polar, ou simplesmente, ligação polar. O termo polar vem da noção de pólos de carga opostas nos extremos da ligação. Como há dois pólos de cargas envolvidos, dizemos que a ligação é um dipolo.
Figura 1: Nuvem eletrônica deslocalizada na ligação H-Cl.
A ligação polar no HCl faz com a molécula tenha cargas opostas em seus extremos, e dizemos, então, que a molécula de HCl é uma molécula polar. A molécula de HCl como um todo também é um dipolo, e a extensão de sua polaridade é expressa quantitativamente através de um momento de dipolo, que é encontrado multiplicando-se a carga de um dos extremos pela distância entre as cargas.
	O momento de dipolo de uma molécula depende da diferença da capacidade de atrair elétrons entre os átomos participantes da ligação. Quanto maior a diferença, mais polar é a ligação e maior é a diferença na densidade de elétrons entre os extremos.
	O termo que utilizamos para descrever a atração relativa de um átomo por elétrons em uma ligação é chamado de eletronegatividade do átomo. No HCl, por exemplo, o cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio. O par de elétrons da ligação covalente passa mais tempo em torno do átomo mais eletronegativo, o que faz com que esse extremo da ligação tenha uma carga negativa parcial.
2- Interações Intermoleculares:
Muitas das propriedades físicas dos sólidos, líquidos e gases são na realidade determinadas pelas intensidades das forças intermoleculares, ou interações intermoleculares, que são as interações que existem entre partículas vizinhas. Em líquidos e sólidos estas forças são muito mais intensas que em gases.
	A composição química influencia grandemente as interações intermoleculares. Nos gases, as moléculas passam a maior parte do tempo tão afastadas, que as interações entre elas são quase desprezíveis. Em um líquido ou em um sólido, porém, as distâncias entre as moléculas são muito menores, e as interações entre elas são bem mais intensas.
	É importante compreender que as interações entre as moléculas (as forças intermoleculares), são sempre bem mais fracas que as interações entre os átomos no interior das moléculas (as forças intramoleculares, responsável pelas ligações químicas que mantêm a molécula unida) (Figura 2).
Figura 2: interações dipolo-dipolo entre moléculas de H-Cl.
2.1- Interações Dipolo-Dipolo
Devido à atração entre as cargas de sinais contrários, as moléculas polares tendem a ficar alinhadas, com o extremo positivo de um dipolo próximo ao extremo negativo do outro. No entanto a energia térmica (energia cinética molecular) causa colisões entre as moléculas, que perturbam o alinhamento. Mesmo assim, existe ainda uma atração entre as moléculas polares. Chamamos a esta espécie de interação intermolecular uma interação dipolo-dipolo. Ela é, em geral, uma interação muito mais fraca que a responsável por uma ligação covalente, tendo somente cerca de 1% da sua intensidade. A força dipolo-dipolo cai muito rapidamente com a distância, sendo a energia necessária para separar um par de dipolos proporcional a 1/d3, onde d é a distância entre eles.
2.2- Pontes de Hidrogênio
	Um tipo especialmente importante de interação dipolo-dipolo ocorre quando o hidrogênio fica associado, através de uma ligação covalente, a um átomo altamente eletronegativo e muito pequeno, principalmente o flúor, o oxigênio e o nitrogênio. Quando isto ocorre, observamos atração dipolo-dipolo de intensidade fora do comum, por dois motivos. Em primeiro lugar as ligações F – H, O – H e N – H são altamente polares. Devido à grande diferença em eletronegatividade, a quantidade de carga nos extremos positivos e negativos dos dipolos de ligação é substancial. O segundo motivo é que as cargas estão fortemente concentradas devido às pequenas dimensões dos átomos envolvidos. Estes fatores se combinam para produzir uma atração dipolo-dipolo excepcionalmente intensa, que recebe o nome especial de ponte de hidrogênio. 
2.3- Forças de London
	É bem fácil compreender as interações entre moléculas polares como por exemplo HCl e H2O. Forças atrativas aparecem, no entanto, mesmo entre as moléculas de substâncias não-polares, como os átomos de gases nobres e moléculas apolares como Cl2 e H2. Estas substâncias, se resfriadas a temperaturas suficientemente baixas, podem passar à fase líquida. Logo, deve existir alguma atração entre moléculas, embora fraca, para fazer com que elas sejam atraídas para posições de equilíbrio e permaneçam nelas.
	Em 1930, o físico alemão Fritz London explicou como mesmo em substâncias não-polares podem aparecer interações entre as moléculas. Ele observou que os elérons, em qualquer átomo ou molécula, estão constantemente se deslocando. Se pudéssemos observar estas movimentações em duas moléculas vizinhas, notaríamos que o deslocamento dos elétrons em uma delas influencia o movimento dos elétrons na outra. Isto acontece porque os elétrons se repelem, e assim procuram ficar o mais longe possível uns dos outros. Assim quando o elétron de uma molécula se aproxima de outra, os elétrons desta última são empurrados para longe. Neste instante particular a molécula é um dipolo momentâneo, ou um dipolo instantâneo.
	Quando um dipolo instantâneo é formado em uma molécula, ele faz com que a densidade de carga em uma molécula vizinha também fique assimétrica. O resultado é que esta segunda molécula também se torna um dipolo. Este será chamado um dipolo induzido, por ter sido causado, ou induzido, pela formação do primeiro dipolo. Devido ao seu processo de formação, o extremo positivo de um deles estará sempre próximo ao extremo negativo do outro, e assim teremos uma atração dipolo-dipolo. No entanto esta atração tem uma vida muito curta, porque os elétrons continuam em movimento; os dipolos desaparecem tão rápido quanto se formam.
	Existem forças de London entre todos os tipos de moléculas e íons. Embora elas sejam o único tipo de interação possível entre moléculas não-polares, também contribuem de modo significativo para as interações totais entre as moléculas polares, onde se adicionam às interações dipolo-dipolo usuais.
Bibliografia:
Brady J.E.; Russel J.W.; Holum J.R.; Química, a matéria e suas transformações; vol 1, 3a ed., LTC.
� EMBED PBrush ���
� EMBED PBrush ���
_1423666158/ole-[42, 4D, 02, 57, 01, 00, 00, 00]
_1423666553/ole-[42, 4D, 2A, 9D, 02, 00, 00, 00]