Forças Intermoleculares

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Professora: Maria Cristina Silva
FORÇAS 
INTERMOLECULARES
Forças intermoleculares x Forças intramoleculares
As FORÇAS INTRAMOLECULARES mantêm os átomos unidos em 
uma molécula
Estabilizam as moléculas individuais
As FORÇAS INTERMOLECULRES são as forças atrativas entre 
as moléculas
São responsáveis pelas propriedades físicas da matéria
Forças entre moléculas são diferentes das forças responsáveis pela formação
das ligações entre átomos.
Forças intermoleculares
As forças intermoleculares são responsáveis pela existência das diferentes
fases da matéria:
 As forças intermoleculares asseguram a existência dos estados
condensados da matéria – líquido e sólido.
 Líquidos e sólidos possuem forças intermoleculares que impedem sua
expansão.
Estados da Matéria
O estado de uma substância depende em grande parte do balanço entre as energias cinéticas
das partículas e das energias de atração entre as partículas.
As energias cinéticas, que dependem da
temperatura, tendem a manter as
partículas separadas e em movimento.
As atrações entre as partículas
tendem a deixá-las juntas.
As substâncias gasosas à temperatura ambiente têm atrações mais
fracas que as líquidas; as substâncias líquidas têm atrações mais
fracas que as sólidas.
UMA SUBSTÂNCIA PODE MUDAR DE UM ESTADO PARA O OUTRO POR
AQUECIMENTO OU RESFRIAMENTO, O QUE VARIA A ENERGIA CINÉTICA DAS
PARTÍCULAS.
Comparação entre líquidos, sólidos e gases
Gases: Consistem em uma coleção de moléculas largamente separadas em
movimento caótico constante. A energia cinética média das moléculas é muito maior
que a energia média de atração entre elas.
A falta de forças atrativas fortes entre elas permite que um gás se expanda para
preencher o recipiente que a contém.
Comparação entre líquidos, sólidos e gases
 À medida que que a temperatura de um gás diminui, a energia cinética média das
moléculas também diminui.
 Em uma temperatura suficientemente baixa, as moléculas deixam de ter energia
suficiente para vencer as forças de atração entre as moléculas vizinhas. As moléculas
então agregam-se para formar pequenas gotas de líquido (condensação).
Comparação entre líquidos, sólidos e gases
Líquidos: As forças atrativas intermoleculares são fortes o suficiente para manter as
moléculas juntas. Entretanto, as forças nos líquidos não são fortes o suficiente para
impedir que as moléculas se movimentem próximas às outras. Assim, os líquidos
podem ser derramados e assumem as formas dos recipientes que os contêm.
Comparação entre líquidos, sólidos e gases
Sólidos: As forças atrativas intermoleculares são fortes o suficiente para além de
manter as moléculas juntas, prendê-las no lugar. As moléculas assumem posições em
um padrão altamente regular. Como as partículas em um sólido não são livres para
sofrer grandes movimentos, os sólidos são rígidos.
11.1. Gases, liquids, and solids 
differ because intermolecular 
forces depend on the distances 
between molecules 
9
• Condensed phases have greater interaction
between particles
• Conversion to less condensed phases requires
energy
Forças intermoleculares x Forças intramoleculares
 A ligação covalente que mantém uma molécula unida é uma força
intramolecular.
 A atração entre moléculas é uma força intermolecular.
 Forças intermoleculares são muito mais fracas do que as forças intramoleculares
(por exemplo, 16 kJ mol-1 versus 431 kJ mol-1 para o HCl).
 Quando uma substância funde ou entra em ebulição, forças intermoleculares são
quebradas (não as ligações covalentes).
Tipos de forças intermoleculares
Forças dipolo-dipolo
Forças dipolo-dipolo induzido
Forças de dispersão de London
Ligações de Hidrogênio
FORÇAS DE VAN DER 
WAALS
As forças intermoleculares que atraem as moléculas entre si são 
eletrostáticas
Forças atrativas entre moléculas neutras
Forças íon dipolo
Forças íon-dipolo
 Correspondem às interações entre íons e moléculas com dipolos permanentes (polares);
 As moléculas polares são dipolos; elas têm um lado positivo e outro negativo;
 HCl é uma molécula polar, por exemplo, porque as eletronegatividades dos átomos de H e
Cl são difetentes.
 Os íons positivos são atraídos pelo lado negativo de um dipolo (a), enquanto os íons
negativos são atraídos pelo lado positivo (b).
Forças íon-dipolo
 As forças envolvidas na atração entre um íon positivo ou negativo e moléculas polares são
menores do que as relacionadas às atrações íon-íon, mas são maiores do que outras
forças entre moléculas polares e não apolares.
A mais forte de todas as forças
intermoleculares.
Dissolução de um composto iônico em água
Forças íon-dipolo
Os íons em água estão hidratados. À esquerda um cátion está rodeado por moléculas
de água orientadas de modo a que os átomos de oxigênio de carga parcial negativa
fiquem próximos do íon. Á direita, um ânion está rodeado de moléculas de H2O que
dirigem seus hidrogênios de carga parcial positiva para o íon.
Forças íon-dipolo
 A atração íon-dipolo pode ser avaliada com base na Lei de Coulomb.
 Portanto, quando uma molécula polar encontra um íon, as forças de
atração dependem de três fatores:
(1) A distância entre o íon e o dipolo. Quanto menor a distância entre o íon e o
dipolo, mais forte será a atração.
(2) A carga do íon. Quanto maior a carga do íon, mais forte será a atração. 
(3) A magnitude do dipolo. Quanto maior a magnitude do dipolo, mais forte a 
atração. 
Forças íon-dipolo
(1) A distância entre o íon e o dipolo. Quanto menor a distância entre o íon
e o dipolo, mais forte será a atração.
(2) A carga do íon. Quanto maior a carga do íon, mais forte será a atração. 
Forças dipolo-dipolo
 Quando uma molécula polar encontra outra molécula polar, do mesmo tipo
ou de um tipo diferente, a extremidade positiva de uma molécula é atraída
para a extremidade negativa da outra molécula polar.
 As forças dipolo-dipolo são forças atrativas entre moléculas polares, isto é,
moléculas que possuem momento de dipolo.
 A origem dessas forças é eletrostática, por isso, quanto maior for o
momento de dipolo, maior a força de interação.
Orientation of Polar Molecules in a Solid
Forças dipolo-dipolo
 Em líquidos as moléculas polares estão livres 
para movimentar-se em relação às outras. 
 Elas estarão algumas vezes em uma
orientação que é atrativa e outras em uma
orientação que é repulsiva
 Duas moléculas que se atraem passam mais
tempo próximas uma da outra que duas
moléculas que se repelem. Portanto, o efeito
como um todo, é uma atração líquida.
Forças dipolo-dipolo
 A magnitude do dipolo molecular nos fornece uma medida da polaridade
da molécula, logo, moléculas mais polares apresentam maiores dipolos
elétricos.
 Quando analisamos vários líquidos, notamos que para moléculas de
massas e tamanhos aproximadamente iguais, a força das atrações
intermoleculares aumenta com o aumento da polaridade.
Quanto maior o momento de dipolo, maior a força das atrações
intermoleculares e maior o ponto de ebulição dos líquidos.
Por que o O2 se dissolve em água?
Por que o I2 é sólido à 
temperatura ambiente?
Forças dipolo-dipolo induzido
 Moléculas polares como a água podem induzir, ou criar, um dipolo em
moléculas que não apresentam dipolo permanente.
 Imagine uma molécula de água polar aproximando-se de uma molécula
apolar como o O2:
 A nuvem eletrônica de uma molécula isolada de O2 é simetricamente distribuída
ao redor dos dois átomos de oxigênio.
 Quando a extremidade negativa da molécula de H2O polar aproxima-se,
entretanto, a nuvem eletrônica de O2 se torna distorcida.
Dissolvendo O2 em água... 
Forças dipolo-dipolo induzido
 Nesseprocesso a própria molécula de O2 torna-se polar, isto é, um dipolo
induzido, ou criado, na molécula de O2, inicialmente apolar.
 O resultado é que as moléculas de H2O e O2 passam a ser atraídas uma pela
outra mesmo que fracamente.
 Por isso o O2 pode dissolver-se em H2O devido a força de atração entre um
dipolo permanente e um induzido.
Forças dipolo-dipolo induzido
POLARIZABILIDADE??
Polarização
Processo de 
indução de um 
dipolo.
POLARIZAÇÃO??
Polarizabilidade
Extensão com que a nuvem
eletrônica de um átomo ou uma
molécula pode ser distorcida
depende da POLARIZABILIDADE
do átomo ou da molécula.
Forças dipolo-dipolo induzido
 A nuvem eletrônica de um átomo ou molécula com nuvem eletrônica
grande, como I2, pode ser polarizada mais facilmente, ou distorcida, mais
facilmente que a nuvem eletrônica que um átomo ou molécula muito menor
como H2, em que os elétrons de valência estão próximos do núcleo e são
mais fortemente retidos.
Em geral, para uma série análoga de compostos, quanto
maior a massa molar, maior a nuvem eletrônica e maior a
polarizabilidade da molécula.
Forças dipolo-dipolo induzido
À medida que a massa molar de um gás aumenta, a
polarizabilidade da nuvem eletrônica aumenta, e a força
da interação do dipolo-dipolo induzido aumenta.
Solubilidade de alguns gases em água
Gás Massa molar
(g/mol)
Solubilidade a 20o C
(g gás/100g água)
H2 2,01 0,000160
N2 28,0 0,00190
O2 32,0 0,00434
Forças de dispersão de London
Não pode haver forças dipolo-dipolo entre átomos e moléculas apolares. 
Que tipo de interação atrativa, então, existe entre moléculas apolares??
 Em uma molécula não polar, ou em um átomo isolado, os elétrons parecem estar
simetricamente distribuídos. Na verdade, em um determinado instante, as nuvens
de elétrons de átomos e moléculas não são uniformes
 Se pudéssemos fazer uma fotografia instantânea de uma molécula, a distribuição
eletrônica pareceria uma neblina em movimento. Os elétrons podem se concentrar
em algum ponto da molécula, como resultado, uma região da molécula, adquire
uma carga parcial negativa instantânea e, a outra região, uma carga parcial
positiva instantânea. Por isso, até mesmo uma molécula não polar pode ter um
momento de dipolo instantâneo.
Forças de dispersão de London
A flutuação rápida da distribuição
eletrônica em duas moléculas vizinhas
resulta em dois momentos de dipolo
elétrico que se atraem. As flutuações
mudam de posição, mas cada novo
arranjo de uma molécula induz um
arranjo na outra que mantém a
atração mútua.
Força de dispersão de London: é significativa
somente quando as moléculas estão próximas.
Forças de dispersão de London
 As forças de dispersão de London dependem da forma da molécula.
 Quanto maior é a molécula (quanto maior o número de elétrons) mais polarizável
ela é e mais facilmente sua nuvem eletrônica será distorcida para dar um dipolo
instantâneo.
As forças de dispersão de London aumentam à
medida que a massa molecular aumenta.
 Existem forças de dispersão de London entre todas as moléculas.
Forças de dispersão de London
 Quanto maior for a área de superfície disponível para contato, maiores são as forças
de dispersão.
 A atração total entre as moléculas é maior no n-pentano porque as moléculas podem
entrar em contato em toda a sua extensão. Menos contato é possível entre as
moléculas mais compactas e aproximadamente esféricas no neopentano.
Forças de dispersão de London
As interações de London surgem da atração entre os
dipolos elétricos instantâneos de moléculas vizinhas e
agem em todos os tipos de moléculas. Sua energia
aumenta com o número de elétrons da molécula. Elas se
superpõem às interações dipolo-dipolo. Moléculas polares
também atraem moléculas não polares através de
interações fracas dipolo-dipolo induzido.
RESUMINDO... 
Exemplo
Os momentos de dipolo da acetonitrila, CH3CN (41,05 u), e do iodeto de metila, CH3I 
(141,94 u), são 3,9D e 1,62D, respectivamente. 
(a) Qual dessas substâncias terá as maiores atrações dipolo-dipolo entre as moléculas?
(b) Qual dessas substâncias terá as maiores atrações de dispersão de London entre as 
moléculas?
(c) Os pontos de ebulição de CH3CN e de CH3I são 354,8 K e 315,6 K, respectivamente. 
Qual substância tem as maiores forças de atração como um todo?
Solução:
a) As atrações dipolo-dipolo aumentam em magnitude à medida que o momento de dipolo da 
molécula aumenta. Assim, as moléculas de CH3CN atraem umas ás outras por interações 
dipolo-dipolo mais fortes que as moléculas de CH3I;
b) Quando as moléculas diferem em suas massas moleculares, a molécula mais massiva tem 
as atrações de dispersão mais fortes. Nesse caso, o CH3I(142,0 u) é muito mais massivo que 
o CH3CN (41,0 u), logo as forças de dispersão serão mais fortes para o CH3I. 
c) As atrações intermoleculares totais são mais fortes para as moléculas de CH3CN , sugerindo 
que as forças dipolo-dipolo são decisivas quando se compara essas duas substâncias. 
Ligações de Hidrogênio
Os pontos de ebulição da maior parte dos hidretos moleculares dos elementos do
bloco p mostram um aumento suave com a massa molar em cada grupo. Entretanto,
três compostos – amônia, água e fluoreto de hidrogênio – tem comportamento
anormal.
Ligações de Hidrogênio
 Os pontos de ebulição excepcionalmente altos desses compostos são
devidos às ligações de hidrogênio.
 Uma ligação de hidrogênio é a atração entre o átomo de hidrogênio de uma
ligação X-H e Y, onde X e Y são átomos de elementos altamente
eletronegativos, e Y apresenta um par de elétrons isolado.
 Ligações de hidrogênio são uma forma extrema de interação dipolo-dipolo
na qual um átomo envolvido é sempre o H e o outro átomo é, na maioria das
vezes O, N ou F.
A ligação de hidrogênio é uma atração intermolecular na qual um
átomo de hidrogênio ligado a um átomo pequeno e fortemente
eletronegativo, mais especificamente, N, O ou F, é atraído pelo par
isolado de elétrons de outro átomo de N, O ou F.
RESUMINDO... 
As ligações O-H são polares. O átomo de O que é muito eletronegativo atrai
fortemente os elétrons da ligação, deixando o átomo de H com carga parcial positiva.
O H com sua carga parcial positiva aproxima-se de um dos pares de elétrons livres do
átomo de O de outra molécula de água. O par isolado de elétrons e a carga parcial
positiva atraem-se fortemente e forma-se a ligação de H entre duas moléculas de
água.
Ligações de Hidrogênio
Ligações de Hidrogênio
Ligações de Hidrogênio
Quando pode ocorrer, a ligação de hidrogênio é tão forte que domina
todos os demais tipos de interação intermolecular.
Resumo das Forças Intermoleculares
 As forças intermoleculares envolvem moléculas que são polares ou aquelas em que dipolos
podem ser induzidos.
 As forças de dispersão de London são encontradas em todas as moléculas, tanto polares
como apolares, mas forças de dispersão são as únicas forças intermoleculares que permitem
a interação entre moléculas apolares.
 Vários tipos de forças intermoleculares podem atuar em um único tipo de molécula.
 Em geral, a intensidade das forças intermoleculares seguem a ordem:
dipolo-dipolo (incluindo ligações de H) > dipolo/dipolo induzido > dipolo induzido/dipolo
induzido.
Fluxograma para reconhecer os principais tipos de forças intermoleculares. As
forças de dispersão de London ocorrem em todas as instâncias. A intensidade das
outras forças geralmente aumenta quando se procede da esquerda para a direita.
Exemplo
Quais tipos de forças intermoleculares precisam ser superados para a conversão
de cada um dos seguintes líquidos em gases: (a) CH4, (b) CH3F e (c) CH3OH?
a) dipolo induzido/dipolo induzido; b) dipolo induzido/dipolo induzido(dispersão de London) e dipolo-dipolo; c) dipolo induzido/dipolo induzido e
ligação de H
Fases condensadas - líquidos
A diferença-chave entre líquidos e sólidos repousa na maior
mobilidade dos átomos ou das moléculas em um líquido.
As partículas em um líquido estão livres para se movimentar umas em
relação ás outras, o que é feito constantemente.
Como as forças intermoleculares podem nos ajudar a 
entender algumas propriedades dos líquidos como pressão 
de vapor, viscosidade, entre outras? 
Pressão de vapor
As moléculas podem escapar da superfície de um líquido para a fase gasosa pela
vaporização
Figura: Ilustração da pressão de vapor em equilíbrio do etanol líquido. Em (a) supomos
que não existem moléculas na fase gasosa; existe uma pressão zero na célula. Em (b) a
taxa na qual as moléculas deixam a superfície é igual à taxa na qual as moléculas do gás
passam para a fase líquida. Essas taxas iguais produzem uma pressão de vapor estável
(pressão de vapor).
Pressão de vapor
A pressão de vapor é a pressão da fase gasosa de uma substância em
equilíbrio com um líquido puro em recipiente vedado.
Pressão de vapor versus Temperatura e Forças Intermoleculares
 Á medida que a temperatura aumenta, o número de moléculas com
energia cinética alta também aumenta. Logo, mais moléculas serão
capazes de escapar das forças atrativas intermolecular.
A pressão de vapor aumenta, à medida que a temperatura aumenta
Pressão de vapor
Quanto mais alta a temperatura, maior a fração de moléculas com energia 
suficiente para escapar. 
Pressão de vapor
 Para escaparem de um líquido, as moléculas devem ter energia cinética
suficientemente alta para superar as interações intermoleculares do líquido.
Portanto, a intensidade dessas forças intermoleculares define a barreira que
as moléculas em evaporação devem superar para que possam escapar.
Se um sistema tem fortes interações moleculares, as moléculas precisarão de
energias cinéticas elevadas – uma fração reduzida de moléculas consegue
escapar da superfície do líquido e a pressão de vapor será mais baixa.
Volatilidade
 Se o equilíbrio nunca é estabelecido, como o que ocorre em um sistema
aberto, então o líquido evapora.
 As substâncias voláteis evaporam rapidamente.
A pressão de vapor proporciona uma medida da facilidade com que um líquido 
específico se evapora. 
Ponto de ebulição
 Os líquidos entram em ebulição quando a pressão externa agindo na
superfície do líquido se iguala à pressão de vapor, nesse momento,
pequenas bolhas de vapor se formam dentro do líquido.
 A temperatura do ponto de ebulição aumenta à medida que a pressão
externa aumenta.
Ponto de ebulição normal
 O ponto de ebulição normal de um líquido é definido como a temperatura na
qual sua pressão de vapor é igual a um atmosfera.
Ponto de ebulição
O ponto de ebulição de um líquido também depende das forças
das interações intermoleculares.
Quanto mais alto o ponto de ebulição, maiores são as forças
intermoleculares.
Tensão superficial
 A natureza atrativa das interações intermoleculares significa que um líquido irá, em
geral, se comportar de modo que maximize o número de interações. Um efeito
disso é que o número de moléculas na superfície do líquido é minimizado.
Por serem atrativas as interações intermoleculares, o fato dessas moléculas da superfície
terem menos vizinhos significa que se encontram em um estado de mais alta energia
que o grosso das moléculas. O sistema irá naturalmente minimizar o número de
moléculas nesse ambiente de mais alta energia, dando origem a um fenômeno chamado
tensão superficial.
Tensão superficial
 Os líquidos formados por moléculas em que as interações intermoleculares são
fortes têm tensão superficial elevada, porque o empuxo para o corpo do líquido, na
superfície deve ser forte.
 A tensão superficial da água, por exemplo, é aproximadamente três vezes maior
que a maior parte dos líquidos comuns, devido às ligações de H fortes.
Forças 
intermoleculares
fortes
Elevada tensão
superficial
Tensão superficial
Uma gota de líquido em uma
superfície encerada é esférica, porque
a tensão superficial faz as moléculas
assumirem a forma mais compacta
possível, a esfera.
Viscosidade
 A viscosidade de um líquido é a resistência ao escoamento. Quanto
maior for a viscosidade do líquido, mais lento é o escoamento.
A viscosidade de um líquido é uma indicação da intensidade
das forças entre as moléculas: interações intermoleculares
fortes mantêm juntas as moléculas e não deixa que elas se
afastem facilmente.
Viscosidade