2 Forças intermoleculares

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2. Forças intermoleculares
1. Ligações químicas
2. Ligações intramoleculares vs. Forças intermoleculares
3. Forças intermoleculares (Pontes de hidrogénio, Dipolo-dipolo, Forças de London, Ião-dipolo)
4. A importância das forças intermoleculares
5. Densidade da água
6. Capacidade térmica mássica
7. Capacidade dissolvente da água
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Ligações químicas
A associação de átomos formando moléculas ou agregados de maiores dimensões (como nos metais e 
compostos iónicos) é possível através de ligações químicas
Embora todas as ligações químicas sejam de natureza eletrostática (resultantes da atração entre eletrões 
e núcleos), distinguem -se 3 tipos de ligações químicas:
 Covalente (Polar e Apolar) → resulta da partilha de es¯ entre átomos (em geral, não metais)
 Iónica → resulta da transferência de es¯ de um metal para um não metal
 Metálica → resulta de uma partilha deslocalizada dos eletrões de valência 
Ligação covalente 
• Cada elemento participa com um ou mais es¯
• Os es¯ passam a pertencer a ambos os átomos
Ligação iónica 
A ligação resulta de forças eletrostática de
atração entre iões de cargas de sinais contrários
Ligação metálica
Os es¯ de valência dos metais estão fracamente
atraídos aos núcleos atómicos
Tornam-se es¯ livres da ação do seu átomo de
origem, formando um “mar” de cargas elétricas
negativas rodeando os cernes (núcleos e es¯ mais
interiores) de todos os átomos
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Ligações intramoleculares vs. Forças intermoleculares
 Covalente Polar e Apolar
 Iónica
 Metálica
Intramoleculares
 Pontes de Hidrogénio
 Ião-Dipolo
 Dipolo-Dipolo
 Forças de London
Intermoleculares
Ligações intramoleculares – mantêm os átomos de uma molécula unidos
Forças intermoleculares – forças atrativas entre moléculas vizinhas
 A quebra de Ligações Intramoleculares requer 
mais energia
 Fenómeno Químico (transformação de matéria)
 A quebra de Forças Intermoleculares requer menos 
energia 
 Fenómeno Físico (não há transformação de matéria, 
apenas alteração no estado físico)
A
u
m
e
n
to
 d
a
in
te
n
si
d
ad
e
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Quebra de ligações intramoleculares na água
• Requer mais energia, aplicação de uma
corrente elétrica (eletrólise)
• Durante a eletrólise da água, ocorre a
decomposição da molécula de H2O (l) nos
seus dois componentes: H2 (g) e O2 (g) –
transformação química
Quebra de Foças Intermoleculares na água
Intramoleculares Intermoleculares
• Requer menos energia, basta uma temperatura
amena e corrente de ar
• A quebra das forças de ligação entre as
moléculas de água implica a passagem da
água do estado líquido para o estado gasoso –
transformação física
H2O (l) H2O (g)H2O (l) H2 (g) + O2 (g) 
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Forças intermoleculares
No caso particular da água, as forças intermoleculares são relativamente fortes. Porquê?
m1m2
Em cada ligação O-H há uma deslocamento da
nuvem eletrónica em direção ao átomo de O
(elemento mais eletronegativo) – momentos
dipolares, m1 e m2
mR ≠ 0 
+d
- d
Verifica-se assim, maior densidade de cargas
negativas junto ao átomo de O e um défice de
cargas negativas junto aos átomos de H
A geometria angular da molécula leva a que a
soma vetorial dos m1 e m2 seja um mR ≠ 0 (regra
do paralelogramo)
- d
O átomo de H de uma molécula é atraída pelo polo negativo da molécula vizinha
Estabelece-se uma ponte entre as 2 moléculas – Ponte de Hidrogénio
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Dipolo-Dipolo
Pontes de Hidrogénio
• São normalmente representadas por linhas a tracejado em oposição às 
linhas contínuas que representam as ligações covalentes
• Ocorrem sempre entre moléculas polares que contenham átomos de H 
diretamente ligados a um átomo muito eletronegativo (um dos 
elementos “NOF”) – e.g., H2O, HF...
• Forças que atuam entre moléculas polares
• Uma molécula polar comporta-se como um dipolo elétrico, i.e, 2 cargas 
de sinal contrário a uma distância curta uma da outra
• A ligação entre moléculas vizinhas estabelece-se por atração 
eletrostática entre as cargas opostas de 2 dipolos
• As pontes de hidrogénio são um caso particular de interações dipolo-
dipolo
- d
+d
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Forças de London
Ião-Dipolo
• As forças ião-dipolo são as principais responsáveis
pela elevada solubilidade de alguns compostos
iónicos na água
c. O dipolo instantâneo em A vai induzir dipolos em B e em C 
Dipolo induzido
Representação esquemática da ligação 
dipolo instantâneo - dipolo induzido
Entre zonas de sinal contrário surgem interações responsáveis 
pela ligação intermolecular (------)
a. Forças que atuam entre moléculas apolares – cargas elétricas
uniformemente distribuídas – (moléculas A, B e C)
b. Polarização instantânea da nuvem eletrónica de A – depende
da polarizabilidade da nuvem eletrónica  Dipolo instantâneo
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Indique quais destas espécies podem formar ligações de hidrogénio com a água: CH3OCH3, CH4, F
-, HCOOH e Na+.
Problemas Resolvidos
Resolução:
Não há elementos eletronegativos (F, O ou N) em CH4 ou Na
+. Portanto, só CH3OCH3, F
- e HCOOH podem formar
ligações de hidrogénio com a água.
Quais das seguintes espécies são capazes de formar ligações de hidrogénio entre si: a) H2S, b) C6H6, c) CH3OH.
Resolução:
Apenas no metanol é que existe um átomo de H diretamente ligado a um dos átomos de elevada eletronegatividade
(F, O ou N). Assim, apenas este composto poderá estabelecer entre as suas moléculas, ligações pontes de hidrogénio.
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A importância das forças intermoleculares
As forças intermoleculares são responsáveis por um conjunto importante de propriedades dos compostos:
 Pontos de fusão e ebulição (responsáveis pelo estado físico dos compostos à temperatura ambiente)
 Densidade
 Viscosidade dos líquidos
 Tensão superficial dos líquidos
 Miscibilidade entre compostos
Caso particular da água, molécula fundamental para a vida:
 Densidade
 Capacidade térmica mássica elevada (regulador térmico)
 Momento dipolar (solvente universal – meio de difusão de muitas substâncias, e.g., nutrientes e
produtos de excreção no meio celular)
 Coesão entre moléculas e tensão superficial (são as forças de coesão estabelecidas entre as
moléculas da água e as forças de adesão das moléculas da água às paredes celulares que explicam
fenómenos como o da capilaridade, responsável pelo movimento ascendente da água da raiz até às
folhas, ao longo do xilema).
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Densidade da água
• Uma característica única da água é o facto do gelo ser menos denso que a água líquida. No estado sólido,
cada átomo de O estabelece ligação com 4 átomos de H, formando-se uma estrutura tridimensional altamente
ordenada que impede que as moléculas se aproximem demasiado umas das outras. Como consequência é
menor o número de moléculas de H2O por unidade de volume no gelo do que na água líquida.
• Nos meios aquáticos, a água fria desce enquanto a água mais quente sobe. Este movimento de convecção
prossegue até se atingir o valor homogéneo de 4 °C, abaixo da qual a água começa a congelar à superfície. A
camada de gelo formada não se afunda e isola a água subjacente, mantendo-a a uma temperatura
suficientemente elevada para que se mantenha a vida aquática.
Ligação covalente
Pontes de hidrogénio
-------------------
_____________
Define-se com o quociente da sua massa pelo seu volume (g.ml -1 ou kg.l-1) ρ=
m
V
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Capacidade térmica mássica
Quantidade de energia necessária para elevar de 1 °C a temperatura 
de uma dada unidade de massa dessa substância
C =
E
m. ∆T
• Quanto maior for a capacidade térmica mássica de um material, menor
será a variação de temperatura do sistema para amesma energia
recebida (ou cedida)
Material
Capacidade térmica 
mássica (J.g-1.°C-1)
Au 0,13
Al 0,90
C (grafite) 0,72
C (diamante) 0,50
Cu 0,38
Fe 0,44
H2O (líquida) 4,18
H2O (gelo) 2,10
Etanol 2,46
Azeite 2,00
Glicerina 2,42
Assim, se compararmos a capacidade térmica mássica da água com a de 
outros materiais (ver tabela ao lado) compreende-se porque:
• as amplitudes térmicas nos meios aquáticos ou no solo (que também
contém água) são muito inferiores às amplitudes térmicas atmosféricas
• os climas marítimos são mais amenos dos que os continentais
O elevado valor da capacidade térmica mássica da água permite-lhe armazenar energia durante o dia, libertando-
a durante a noite, evitando grandes amplitudes térmicas
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Uma das características principais da água é a sua capacidade de dissolver quase todas as substâncias em
quantidades superiores à maioria dos líquidos. A ação dissolvente da água depende de pelo menos um de três
tipos de interações entre as moléculas de água e as moléculas de solutos:
1. Substâncias não ionizáveis, contendo oxigénio ou azoto na forma de grupos - OH, - NH2: a sua solubilização
é devida à formação de pontes de hidrogénio
2. Substâncias não ionizáveis não contendo oxigénio ou azoto mas ainda assim polares: a sua solubilização
resulta de interações dipolo (permanente)-dipolo (permanente)
Capacidade dissolvente da água
3. Compostos iónicos: A sua solubilidade deve-se ao carácter
dipolar da água que lhe confere uma constante dielétrica
elevada, ou seja, capacidade de neutralizar a atração entre
cargas elétricas.
Diz-se que os iões ficam solvatados pelas moléculas de água
quando cada ião em solução fica rodeado de moléculas de água,
diminuindo a força de atração entre iões com cargas opostas
(mantendo-os afastados e em solução)