29/2/2008 Química 2° ano Forças Intermoleculares Décio Helena Fev/08 Interações intermoleculares O tipo de interação existente entre as moléculas e/ou íons definem algumas propriedades importantes das substâncias, como o estado físico, temperaturas de ebulição e de fusão etc. 1 29/2/2008 Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Densidade da água A estrutura ao lado representa a estrutura da água no estado sólido, onde as pontes de hidrogênio estão indicadas pelas linhas pontilhadas. Podemos observar uma estrutura geométrica bem definida. Essa estrutura, conseqüência das pontes de hidrogênio, faz com que o volume ocupado por uma determinada massa de água sólida seja maior que o volume ocupado pela mesma massa de água líquida. Por isso a densidade do gelo é menor que a densidade da água no estado líquido. Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Tensão superficial A alta tensão superficial da água é conseqüência das pontes de hidrogênio. A tensão superficial da água explica vários fenômenos como a capilaridade, a formação do menisco, o excesso de água que podemos colocar, com cuidado, acima das bordas de um copo, a forma esférica das gotas de água, o fato de alguns insetos poderem andar sobre a água. Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Tensão superficial - a capilaridade – subida da água num tubo fino de vidro. 2 29/2/2008 Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Tensão superficial - formação do menisco – que se forma quando a água procura subir pela parede do recipiente. Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Tensão superficial - o excesso de água que podemos colocar, com cuidado, acima das bordas de um copo. - a forma esférica das gotas de água. Interações intermoleculares Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio Tensão superficial - o fato de alguns insetos poderem andar sobre a água. 3 29/2/2008 Interações intra e intermoleculares Resumo 1 Relação entre o estado físico e algumas propriedades das substâncias: Atração entre as partículas S L Muito grande Grande G Muito pequena E, portanto, temos: Distância entre as partículas Muito pequena Pequena Muito grande Densidade Maior que a do líquido correspondente Varia de líquido para líquido Muito menor Movimento Vibram com pouca energia movimentam com um pouco mais de energia Movimentam livremente com muita energia Forma e volume Forma própria e o volume varia muito pouco com aPeaT Não tem forma própria e op volume varia muito pouco com aPeaT Ocupa todo o volume que o contém e o volume varia muito com P e T Interações intra e intermoleculares Resumo 2 Relação entre o tipo de interação intramolecular e algumas propriedades: Tipos de substância Elementos formadores Ligação Pontos de fusão e de ebulição Condução da corrente elétrica líquido sólido Iônica metal e ametal cátions e ânions Geralmente altos (sólidos) Não Sim Molecular Ametal e ametal pares de elétrons Geralmente baixos (sólidos, líquidos ou gasosos) Não Não Metálica metal cátions e elétrons livres Geralmente altos (sólidos, exceto Hg) Sim Sim Interações intra e intermoleculares Resumo 3 Relação entre o tipo de interação intermolecular e algumas propriedades: Tipo Atração entre Exemplos Dipolo-Dipolo Moléculas polares HCl, H2S, CHCl 3 Ponte de Hidrogênio Moléculas altamente polares (H ligado a FON) Dipolo InstantâneoDipolo Induzido ou London Moléculas apolares H2O, HF, NH3, H3C - CH2 - OH, H3C - COOH CH4, CO2, I2 4 29/2/2008 Interações intra e intermoleculares Resumo 4 Moléculas com forças intermoleculares do mesmo tipo Quanto maior o tamanho da molécula Maior PE (maior massa molecular) CH4 < C2H6 < C3H8 < C4H10 Moléculas com diferentes forças intermoleculares Apolar Polar CH4 PE crescente H2S < H2O < Polar com Ponte de Hidrogênio Moléculas orgânicas isômeras A ramificação diminui o PE CH3 H3C C CH3 < H3C CH CH2 CH3 CH3 < CH3 (CH2)3 CH3 CH3 CH3 FORÇAS INTERMOLECULARES X PONTO DE EBULIÇÃO Forças Intermoleculares T (ºC) 100 H 2O HF 0 H2Te NH X H 2S 3 AsH3 HCl 4A 5A 6A 7A -100 C N O F 2P Si P S Cl 3P Ge As Se Br 4P Sn Sb Te I 5P X X SbH3 Hl H2Se SnH4 X HBr GeH4 PH3 SiH4 X CH 4 -200 1 2 3 4 5 Período Tamanho da Molécula 5 29/2/2008 Interações intermoleculares Dipolo instantâneo dipolo induzido (Van der Waals ou dispersões de London) O gráfico ao lado mostra a variação dos pontos de ebulição em função da massa molecular de alguns hidrocarbonetos simples, os quais possuem apenas como força de atração entre as moléculas, as forças de dispersões de London. 6