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INTERAÇÕES INTERMOLECULARES FORÇAS INTERMOLECULARES-LIGAÇÕES INTERMOLECULARES São forças de atração que ocorrem entre compostos moleculares, compostos iônicos ou íons nas substâncias puras ou misturas, nos estado líquido ou sólido. De um modo geral, as ligações intermoleculares são de natureza eletrostática. A intensidade das forças intermoleculares tem influência significativa em propriedades como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade, etc, das substâncias puras e misturas. Dependendo da composição e das características elétricas (cargas) das espécies presentes na substância pura ou na mistura, as ligações intermoleculares são agrupadas em Forças de van der Waals e Ligação Hidrogênio. As Forças de van der Waals incluem os seguintes tipos de ligações intermoleculares: 1. Ligação Dipolo-Dipolo (também conhecida como Forças de Keesom) Este tipo de ligação ocorre quando as espécies presentes na substância pura ou mistura são moléculas polares. As moléculas polares se caracterizam por apresentarem um dipolo permanente. Um exemplo deste tipo de ligação pode ser dado pelo ácido clorídrico sólido, conforme abaixo. H Cl δ+ δ − H Cl H Cl H Cl H ClH Cl Molécula Polar Dipolo PermanenteHCl - Ácido clorídrico H Cl Ligação Covalente Polar Ligações dipolo-dipolo no ácido clorídrico sólido Representação esquemática de uma molécula de HCl δ+δ+ δ+δ+δ+ δ− δ− δ− δ− δ − 2. Ligação Dipolo-Dipolo Induzido (também conhecida como forças de Debye) Este tipo de ligação ocorre nas misturas (soluções) de moléculas polares com apolares. Nesta ligação, a molécula polar induz o aparecimento de um dipolo (dipolo induzido) na molécula apolar. Exemplo: Oxigênio dissolvido em água. O O Molécula de O2 Apolar OO δ−δ+ Dipolo induzido H O H δ− δ+ δ+ Molécula de H2O Polar H O H δ− δ+ δ+ Ligação dipolo-dipolo induzido A molécula de água (polar) induz o aparecimento de um dipolo na molécula de oxigênio (apolar) (dipolo permanente) 3. Ligação Dipolo Induzido-Dipolo Induzido (também conhecida como forças de Dispersão ou Forças de London) Este tipo de ligação ocorre quando as espécies presentes na substância pura ou mistura são moléculas apolares. Nas moléculas apolares, a distribuição desigual dos elétrons (nuvem eletrônica) gera dipolos momentâneos que induzem o aparecimento de dipolo em outra molécula, e assim sucessivamente. Exemplo: Neônio no estado sólido. Ne Ne δ+ δ− Ne δ+ δ− Ne δ+ δ− Ne δ+ δ− Ligações dipolo induzido - dipolo induzido Apolar Dipolo momentâneo Formado a partir de uma distribuição desigual dos elétrons, num determinado instante e temperatura, ao redor do núcleo do átomo. 5. Ligação Íon-Dipolo Força de atração entre íons e moléculas polares. A ligação íon-dipolo se estabelece, por exemplo, quando um sal é misturado com água. Um sal em água dissocia-se formando um cátion (íon positivo) e um ânion (íon negativo). Estes íons são solvatados pelas moléculas do solvente (molécula polar). H O H δ− δ+ δ+ Molécula de H2O Polar(dipolo permanente) Na+ Íon sódio Cl- Íon cloreto Na+ Cl- Cloreto de Sódio - NaCl Ligação iônica H O H δ− δ+ δ+ Na+ H O H δ− δ+ δ+ H O H δ+δ+ δ+ δ+ δ− δ− H O H Cl- H O H δ− δ+ δ+ H O H δ+δ+ δ− δ+ δ+ δ− H O H H O H δ− δ+ δ+ Ligações íon - dipolo Ligações íon - dipolo 6. Ligação Íon-Dipolo Induzido Força de atração entre íons e molécula apolar. Nesta ligação, um íon induz um dipolo na molécula apolar. Um bom exemplo desta ligação é a interação que ocorre entre o íon Fe2+ e o oxigênio (O2), conforme abaixo Fe2+ O O Íon Fe2+ Molécula de O2 Apolar Fe2+ O O δ− δ+ Dipolo induzido O íon ferrro induz o aparecimento de um dipolo na molécula de oxigênio. Ligação íon - dipolo induzido 7. Ligação Íon-Íon Atração entre substâncias iônicas (sais). Uma substância iônica é caracterizada por apresentar interações interatômicas do tipo ligação iônica. Como exemplo pode ser citado às ligações que ocorrem no cloreto de sódio (NaCl) Na+ Cl- Cloreto de Sódio - NaCl Ligação iônica Ligação íon-íon - Forças de atração entre compostos iônicos Composto iônico Estrutura do cloreto de sódio no estado sólido Ligação Hidrogênio Nesta ligação, o hidrogênio, ligado covalentemente a átomo muito eletronegativo, liga-se a par de elétrons isolado (nuvem eletrônica) presente em outro átomo também muito eletronegativo. Pode-se representar a ligação hidrogênio pelo esquema geral abaixo: X e Y podem ser átomos de Oxigênio, Nitrogênio ou Flúor Exemplo de ligações hidrogênio: - Na água (H2O) O H H δ+ δ+ δ− O H H δ+ δ+ δ− O H H δ+ δ+ δ− O H H δ+ δ+ δ− O H H δ+ δ+ δ− O H H δ+ δ+ δ− Ligação Hidrogênio X H Y Representação do H2O O H H δ+ δ+ δ− - No álcool etílico (etanol) H3C CH2 O H CH3H2C OH CH3H2C O H δ+ δ+ δ+ δ− δ− δ− H3C CH2 O δ+ δ− H H3C CH2 O H δ+δ− Etanol - CH3CH2OH Ligações hidrogênio no etanol liquído Ligação hidrogênio (obs: os pares de elétrons isolados dos oxigênios foram omitidos) MAGNITUDE DA FORÇA DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS Tipo de Interação Força em kJ/mol Interatômica Ligação Covalente 150 - 1100 Ligação Iônica 100 - 4000 Ligação Metálica 75 - 100 Intermolecular Íon-Dipolo 40 - 600 Ligação Hidrogênio 10 - 40 Dipolo-Dipolo 0,1 - 25 Íon-Dipolo Induzido 3 - 15 Dipolo-Dipolo induzido 2 - 10 Dipolo Induzido-Dipolo Induzido 0,05 - 4 RESUMO DAS FORÇAS INTERMOLECULARES Há íon envolvido? SIM SIMSIM SIM SIM NÃO NÃO NÃO NÃO Há molé- cula apolar? Há molé- cula polar? NÃO Há molé- cula apolar? Há molé- cula polar? Ligação Dipolo-dipolo induzido Ligação Íon-Dipolo Ligação Íon-Dipolo induzido Ligação Dipolo Induz. Dipolo Induz. Ligação Íon-Ìon Há H ligado a N, F, ou O? Ligação Hidrogênio Ligação Dipolo-dipolo SIM Envolvimento de Íons e Moléculas NÃO
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