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Forças intermoleculares Prof. Thiago Teixeira Tasso 1º semestre / 2019 QUI125 – Química Fundamental Turma H Forças intermoleculares são forças de atração e repulsão que existem entre moléculas. Ligações químicas Forças intermoleculares Forças intermoleculares e os estados da matéria Tipos de forças intermoleculares: • Íon – dipolo • Dipolo – dipolo • Dipolo – dipolo induzido • Forças de dispersão de London • Ligação de hidrogênio Forças de Van der Waals Íon-dipolo Interação entre íons e moléculas com momento dipolo () ≠ 0. Íon-dipolo Íon-íon (ligação iônica) Íon-dipolo 𝐸𝑝 ∝ 𝑞1. 𝑞2 𝑟 𝐸𝑝 ∝ − 𝑞 . 𝜇 𝑟2 q = carga do íon = momento dipolo r = distância entre as cargas O íon é estabilizado pela interação!! Dipolo-dipolo Essa interação ocorre entre moléculas com momento dipolo () ≠ 0. Exemplo: CH3CN 𝐸𝑝 ∝ − 𝜇1. 𝜇2 𝑟3 A interação dipolo-dipolo é mais fraca que a íon-íon e íon-dipolo! Dipolo-dipolo Para moléculas de tamanho e massa semelhantes, a força das interações intermoleculares aumenta com o aumento da polaridade das moléculas! Qual dos isômeros do diclorometano apresenta maior ponto de ebulição? 180oC 174oC Forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido) As forças de dispersão de London estão presentes em todas as moléculas e são também responsáveis pelas interações eletrostáticas entre espécies apolares ( = 0). Exemplo: Gases nobres (Ne, Xe, Ar...) Forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido) A intensidade das forças de dispersão dependem da facilidade com que a nuvem eletrônica de uma espécie é deformada. A isso dá-se o nome de polarizabilidade (). A polarizabilidade tende a aumentar com o aumento do número de elétrons/tamanho do átomo ou molécula. 𝐸𝑝 ∝ − 𝛼1. 𝛼2 𝑟6 Forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido) A magnitude das forças de London pode ser afetada pela forma das moléculas? 2,2-Dimetilpropano (neopentano) n-pentano Forças de dispersão de London (dipolo induzido–dipolo induzido) Dipolo – dipolo induzido H2O Polar Dipolo Dipolo induzido O2 Apolar Presente quando uma molécula polar induz um dipolo instantâneo em uma molécula apolar. Ligações de hidrogênio Ligações de hidrogênio Ligação de hidrogênio A ligação de hidrogênio é uma interação específica para hidretos de elementos altamente eletronegativos como o F, O e N. Quando o hidrogênio está ligado a esses átomos, a ligação se torna bastante polar e a interação entre os dipolos das moléculas é mais forte. Ligações de hidrogênio https://www.jb.com.br/ciencia_e_tecnologia/2018/10/949810-nasa-mostra-iceberg- retangular-perfeito-na-antartida.html <acessado em 23/10/2018> Icebergs retangulares (tabulares) Apenas aproximadamente 10% do iceberg aparece na superfície! Tipo de interação Energia (kJ/mol) Exemplo Ligação iônica 400 a 750 NaCl Ligação covalente 100 a 400 ClCl Íon-dipolo 40 a 600 H2O----Na + Ligação de hidrogênio 5 a 40 CH3OH---- OH2 Dipolo-dipolo 5 a 25 CH3CN----CH3CN Forças de London 0.05 a 40 II---- II 𝐸𝑝 ∝ 𝑞1. 𝑞2 𝑟 𝐸𝑝 ∝ − 𝑞 . 𝜇 𝑟2 𝐸𝑝 ∝ − 𝜇1. 𝜇2 𝑟3 𝐸𝑝 ∝ − 𝛼1. 𝛼2 𝑟6 Energias das forças intra e intermoleculares Propriedades e aplicações relacionadas a interações intermoleculares Tensão superficial: Efeito físico que faz com a que a camada superficial de um líquido venha se comportar como uma membrana elástica. Superfície hidrofóbica Viscosidade: propriedade que caracteriza a resistência de um líquido ao escoamento. Quanto mais fortes forem as interações intermoleculares no líquido, maior a resistência do mesmo ao escoamento. Glicerol (alta viscosidade) Capilaridade: Tendência que os líquidos apresentam de subir em tubos finos (capilares) devido a interações intermoleculares entre o tubo e o líquido. Forças intermoleculares nas proteínas Folha A Ligação de hidrogênio B E F C Ponte de disulfeto hélice D Forças intermoleculares no DNA Ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas Forças intermoleculares - lagartixa Lagartixas conseguem subir em paredes devido à forças de Van der Waals entre nanoestruturas de seu corpo e a superfície da parede. Tais interações em uma lagartixa de 70g poderiam suportar um peso de até 133 kg!! Espera-se uma ou mais interações intermoleculares na molécula do 5-bromo-1-pentanol? Identifique-a(s). Em meio básico, a molécula acima é convertida no tetrahidropirano representado abaixo. É esperado um ponto de ebulição maior ou menor para esse produto? Justifique.
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