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LIGAÇÕES QUÍMICAS, POLARIDADE E FORÇAS Forças intermoleculares Forças intermoleculares são as forças exercidas para manter unidas duas ou mais moléculas. Elas correspondem a ligações químicas que têm a função de unir ou repelir as moléculas de um composto. As forças intermoleculares provocam estados físicos diferentes nos compostos químicos. Essa interação pode ser mais ou menos forte, conforme a polaridade das moléculas. Classificação: As forças intermoleculares são classificadas em três tipos que variam conforme a intensidade: Ligação de Hidrogênio: Ligação de forte intensidade. Dipolo Permanente ou dipolo-dipolo: Ligação de média intensidade. Dipolo Induzido ou Forças de London: Ligação de fraca intensidade. O conjunto das forças intermoleculares também pode ser chamado de Forças de Van der Waals. Ligação de Hidrogênio A ligação ou ponte de hidrogênio ocorre em moléculas polares que têm o hidrogênio unido à elementos eletronegativos e com volume atômico baixo, como o oxigênio (O), flúor (F) e nitrogênio (N). É a força intermolecular mais forte, pois existe uma grande diferença de eletronegatividade entre os elementos. Um exemplo de ligação de hidrogênio ocorre na molécula de água (H2O) nos estados sólido e líquido. Na água líquida essa interação ocorre de forma desordenada, enquanto que no gelo as moléculas dispõem-se tridimensionalmente em uma estrutura cristalina organizada. https://www.todamateria.com.br/molecula/ https://www.todamateria.com.br/agua/ Dipolo-dipolo O dipolo-dipolo ocorre entre as moléculas dos compostos polares e é considerada uma interação de força intermediária. Os elétrons estão distribuídos de forma assimétrica e assim o elemento mais eletronegativo atrai os elétrons para si. Nas ligações dipolo-dipolo, as moléculas polares interagem de maneira que os polos opostos sejam preservados. Com o exemplo abaixo, podemos perceber que a interação dipolo-dipolo ocorre devido à atração entre os polos de carga oposta. O polo negativo (cloro) atrai o polo positivo (hidrogênio) da molécula vizinha. Dipolo induzido O dipolo induzido é constituído pela atração não gravitacional que ocorre em todas as moléculas e é o único tipo de atração entre moléculas apolares. Os elétrons estão distribuídos de forma uniforme e não há formação de dipolo elétrico. Porém, quando as moléculas apolares se aproximam induzem a formação de dipolos temporários. Nos estados físicos sólido e líquido, as moléculas estão tão próximas que forma-se uma deformação instantânea das nuvens eletrônicas e originam-se polos positivo e negativo. https://www.todamateria.com.br/eletron/ https://www.todamateria.com.br/estados-fisicos-da-materia/ Forças intermoleculares x Forças intramoleculares É importante saber que as forças intermoleculares são um tipo de ligações químicas. As demais são as "forças intramoleculares". Assim, as forças intermoleculares são exercidas entre as moléculas e as intramoleculares no interior das moléculas. As forças intramoleculares são: Iônica A ligação iônica é considerada uma ligação química forte. Ela é produzida pela atração eletrostática entre íons de cargas diferentes (+ e -). Consiste na relação estabelecida entre metal e não-metal por meio da transferência de elétrons. Covalente As forças que produzem a ligação covalente resultam na partilha de pares de elétrons entre dois átomos de não-metais. A maior parte dos compostos covalentes tem pontos de ebulição e fusão baixos, são pouco solúveis em água e dissolvem-se com facilidade em solventes apolares. https://www.todamateria.com.br/ligacoes-quimicas/ https://www.todamateria.com.br/ligacoes-quimicas/ https://www.todamateria.com.br/ion-cation-e-anion/ Metálica A ligação metálica resulta das forças exercidas no interior das moléculas de substâncias metálicas. Os metais têm poucos elétrons de valência, sendo bons condutores de eletricidade, calor e refletem a radiação. Polaridade das moléculas De acordo com a polaridade, as moléculas são classificadas em polares e apolares. Ao submeter uma molécula a um campo elétrico (polos positivo e negativo) e ocorrer uma atração devido às cargas, essa molécula é considerada polar. Quando não há orientação em direção ao campo elétrico, trata-se de uma molécula apolar. Outra maneira de identificar a polaridade é através da soma dos vetores de cada ligação polar da molécula, pois em uma molécula apolar, o momento dipolar resultante é igual a zero. Quando é diferente de zero, a molécula é polar. De maneira geral, dois fatores influenciam a polaridade das moléculas: a eletronegatividade dos átomos e a geometria molecular. Eletronegatividade dos átomos A capacidade de um átomo atrair para si os elétrons compartilhados com outro átomo em uma ligação covalente é chamada de eletronegatividade. Veja o que acontece na formação do cloreto de hidrogênio: De acordo com valores de eletronegatividade atribuídos ao hidrogênio e cloro, esses são, respectivamente, 2,20 e 3,16. O cloro apresenta maior eletronegatividade e, por isso, atrai o par de elétrons da ligação para si, provocando um desequilíbrio de cargas. A molécula de HCl (ácido clorídrico) é polar, porque se forma um polo negativo no cloro devido ao acúmulo de carga negativa e, logo, o lado do hidrogênio tende a ficar com carga positiva acumulada, formando um polo positivo. O mesmo ocorre com o HF (ácido fluorídrico), HI (ácido iodídrico) e o HBr (ácido bromídrico), que são moléculas diatômicas, cujos átomos possuem eletronegatividades diferentes. Moléculas apolares Quando uma molécula é formada por apenas um tipo de elemento químico, não há diferença de eletronegatividade, sendo assim, não se formam polos e a molécula é classificada como apolar, independentemente de sua geometria. Exemplos: Uma exceção a essa regra é a molécula de ozônio, O3. Embora seja formada apenas por átomos de oxigênio, sua geometria angular apresenta pequena polaridade devido à ressonância entre os pares de elétrons emparelhados e livres na molécula. Geometria molecular As ligações covalentes polares são formadas pelo compartilhamento desigual de elétrons entre os átomos ligantes. Entretanto, não só a presença desse tipo de ligação faz com que uma molécula seja polar. É necessário levar em consideração a maneira como os átomos se organizam para formar a estrutura. https://www.todamateria.com.br/o-que-e-molecula/ https://www.todamateria.com.br/elementos-quimicos/ Quando há diferença de eletronegatividade entre os átomos, a geometria determina se a molécula é polar ou apolar. O dióxido de carbono é apolar devido à geometria linear que faz com que o momento dipolar resultante da molécula seja igual a zero. Em contrapartida, a água com sua geometria angular faz com que a molécula seja polar devido o vetor do momento dipolar ser diferente de zero. Momento dipolar Os polos de uma molécula referem-se à carga parcial, representada por, visto que os elétrons são compartilhados e não transferidos de um átomo para outro. A polaridade de uma molécula com mais de dois átomos é determinada pelo (vetor momento dipolar resultante), em que são somados os vetores de cada ligação polar da molécula. Quando o resultado é nulo, a molécula é apolar e, caso contrário, polar. Exemplo 1: Molécula de dióxido de carbono, CO2. O CO2 tem duas ligações polares, pois o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono. Como a molécula é linear, a atração eletrônica do oxigênio “da esquerda” é contrabalançada pela atração do oxigênio “da direita” e, como resultado, temos uma molécula apolar. https://www.todamateria.com.br/oxigenio/ https://www.todamateria.com.br/carbono/ Em outras palavras, o momento dipolar resultante é nulo, pois os vetores possuem: Mesma intensidade (ligações iguais). Mesma direção. Sentidos contrários. Exemplo 2: Molécula de água, H2O. A água tem duas ligações polares, pois o oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio. Na geometria angular da água, o lado dos hidrogênios é eletropositivo, e o oxigênio, eletronegativo. Como os vetores não se cancelam, o vetor resultante é diferente de zero, caracterizando uma molécula polar.
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