Colégio Dinâmico
Professor:
ARILSON
SÉRIE: 3º ANO
QUÍMICA
PROPRIEDADES FÍSICAS
“Propriedades físicas” é uma expressão de significado muito
amplo: engloba todas as propriedades das substâncias relacionadas a
fenômenos físicos. As propriedades físicas que nos interessam neste
momento são aquelas que são utilizadas corriqueiramente nos
trabalhos comuns de um laboratório ou em nosso cotidiano, como
ponto de fusão, ponto de ebulição e solubilidade. Os fatores
relacionados de forma direta com estas propriedades são: forças
intermoleculares ,massa molar e superfície de contato.
Aldeídos , cetonas , éteres, ésteres e aminas terciárias podem formar
ligações de hidrogênio com a água devido a presença do oxigênio e
do nitrogênio.
O H
O H
H
H
R O R
O
R C
O
H
São interações entre moléculas (sem formação de orbitais
moleculares) podendo ser mais forte ou mais fraca de acordo com
átomos envolvidos. Estas podem assim serem divididas:
Ligações de hidrogênio: interação de natureza acentuada que
caracteriza-se de forma geral por moléculas que possuem átomos de
hidrogênio ligados diretamente a átomos (ou grupos de átomos)
bastante eletronegativos, como oxigênio, nitrogênio ou flúor e outra
molécula que possua átomos eletronegativos como os citados
anteriormente com pares de elétrons não-ligantes.
Dipolo-dipolo (dipolo permanente): ocorre entre moléculas polares,
onde estas moléculas interagem entre si, como resultado da atração da
extremidade positiva de uma molécula com a extremidade negativa de
outra.
Ocorre comumente em orgânica entre moléculas de aldeídos,
cetonas, éteres, ésteres,aminas terciárias, haletos de alquila e acila
etc.
R
H O
Forças intermoleculares ou forças de Wan der Waals
O
R C
O H
H
R N R
H
R
Dipolo induzido (forças de dispersão de london): ocorrem entre
moléculas apolares, onde em um dado instante surgirão dipolos
instantâneos como resultado de um desequilíbrio momentâneo na
distribuição eletrônica. A polarizabilidade aumenta com a área de
dispersão de cargas(geralmente associado ao aumento na massa
molar).Ocorre com frequência nos hidrocarbonetos.
Interação tipo íon-dipolo: envolve a atração de natureza eletrostática
entre os íons positivos e parte negativa da molécula de solvente e entre
os íons negativos e a parte positiva da molécula do solvente. È uma
interação muito forte.ex:solvatação dos íons proveniente da
dissolução de NaCl em água.
“Solvatação de um cátion”
As forças intermoleculares estão intimamente relacionadas
com as temperaturas de ebulição e fusão dos compostos orgânicos.
Quanto maior for à intensidade das forças intermoleculares, maiores
serão essas temperaturas.
1
Forças de London (dipolo induzido) < Dipolo-dipolo < Ligações de
hidrogênio
→→→→→→→→→→→→→→→→→
Ordem crescente de força de atração(intensidade)
Exemplo:
Composto
Butano
Propanona
Propan-1-ol
Força intermolecular
London (DI)
Dipolo-dipolo (DD)
Ligações de
hidrogênio (LH)
PE (oC)
0
56
97
Baseado no quadro acima o ponto de ebulição o do pentano
é superior ao do isopentano que é por sua vez superior ao do
neopentano (todos a mesma pressão), utilizando como base de
comparação a área de dispersão de cargas (superfície de contato).
O efeito das ramificações de uma cadeia nos pontos de fusão
é mais difícil de ser previsto. Mas de modo geral no ensino médio
seguimos o mesmo raciocínio utilizado para a análise do ponto de
ebulição.
Resumo:
Solubilidade em água
Principais funções polares: álcool, fenol, éter,aldeído,cetona,ácido
carboxílico, éster, amina e amida, ácidos sulfônico e haletos.
Obs:
●Éteres e haletos possuem uma polaridade muito baixa , semelhante
aos hidrocarbonetos.
●Em compostos com grupos polares como hidroxila ,carboxila,
carbonila e amino , quanto maior for a cadeia carbônica menor será a
polaridade do composto e quanto maior for o número desses grupos
maior será a polaridade.
Principais apolares: hidrocarbonetos.
Substâncias apolares tendem a se dissolver em solventes
apolares e substâncias polares tendem a se dissolver em solventes
polares.
“Semelhante dissolve semelhante”
Os compostos orgânicos polares com cadeia carbônica
pequena são solúveis em água.A medida que a cadeia carbônica
aumenta a solubilidade diminui.
Álcool
Dipolo-dipolo = aldeído, cetona , haleto , éster , éter e amina terciária.
Ligações de hidrogênio = álcool ,fenol , ácido carboxílico , amina
secundária e primária e amida.
London (dipolo induzido) = hidrocarbonetos.
Metanol
Etanol
Propan-1-ol
Butan-1-ol
Pentan-1-ol
Massa molar
Para moléculas com o mesmo tipo de interação, o primeiro
fator que deve ser analisado para se comparar temperaturas de ebulição
e fusão é a massa molar. Quanto maior for a massa molar da
substância, maiores serão esses valores.O aumento na massa
molar,leva um aumento na área de dispersão de cargas o que leva a um
aumento na temperatura de fusão e ebulição.Isto justifica o aumento
nas temperaturas de fusão e ebulição dentro de uma série homóloga.
Substância
PE (oC)
Metanol
64
Etanol
78,5
Leitura
Uma superfície inspirada em lagartixas
Os químicos desenvolveram
diversos materiais que se mantém
aderidos a outros por interações de
Van der Waals. O mais fascinante é
que algumas espécies do reino
Animalia (animais), usam essas forças
para subir pelas paredes.
O mais conhecido exemplo é a
lagartixa. Morfologicamente, suas
patas têm uma malha de microfibras
muito pequenas e numerosas, que
aumentam, em muito, a área de contato
com outras superfícies. A área de
contato é tão grande que ocorre um
"super-atrito" entre as duas
superfícies, gerando as forças de Van
der Waals.
Propan-1-ol
97
Superfície de contato ou área de dispersão de cargas
Para moléculas com o mesmo tipo de interação e de mesma
fórmula molecular (isômeros constitucionais), quanto maior o
número de ramificações menor será a temperatura de ebulição. À
medida que aumenta a quantidade de ramificações, a estrutura torna-se
mais compacta, ou seja, sua superfície diminui, conseqüentemente,
diminui sua temperatura de ebulição.
Composto
PE (oC)
Pentano
C5H12
36
Isopentano
C5H12
28
Solubilidade em água
(g/100g de H2O a 25oC)
Infinita
Infinita
Infinita
8,3
2,4
Neopentano
C5H12
9,5
2