LISTA DE ATIVIDADES FORÇAS INTERMOLECULARES Todos os objetos ao nosso redor são feitos de átomos. Estes átomos, algumas vezes, combinam-se e formam moléculas: são unidos através da formação de ligações covalentes. Em outras palavras, alguns elétrons, que antes estavam em orbitais de um único átomo passam a ser compartilhados por dois átomos formando a ligação a qual chamamos covalente. Mas as moléculas são discretas: a água, por exemplo, consiste em pequenos grupos de 3 átomos, sendo um do elemento oxigênio que liga-se a dois átomos de hidrogênio. A ligação covalente, entretanto, é intramolecular: pois apenas une os átomos que formam a molécula. O que impede, entretanto, que todas as moléculas em um copo de água se espalhem pelo meio, instantaneamente, deixando o copo vazio? O que mantêm elas unidas? Como elas formam um objeto sólido, compacto, quando resfriadas? As forças que existem entre as moléculas - forças intermoleculares - não são tão fortes como as ligações iônicas ou covalentes, mas são muito importantes; sobretudo quando se deseja explicar as propriedades macroscópicas (que podemos observar à olho nu) da substância. E são estas forças as responsáveis pela existência de 3 estados físicos. Sem elas, só existiriam gases. AS FORÇAS INTERMOLECULARES E SEUS TIPOS: As forças intermoleculares têm origem eletrônica: surgem de uma atração eletrostática entre pólos positivos e pólos negativos originados dentro de moléculas. São fracas, se comparadas às ligações covalentes ou iônicas. Mas forte o suficiente para sustentar uma lagartixa no teto da sala (veja quadro). As moléculas das patinhas da lagartixa interagem com as moléculas da parede mantendo o animal fixo. As forças intermoleculares, podem surgir de 3 fontes. Forças de dipolo induzido (ou de dispersão) Ocorrem em moléculas que não possuem momento de dipolo permanente e é originada por uma força de atração. Um químico chamado Fritz London sugeriu que, em um determinado instante, o centro de carga negativa elétrons e de carga positiva do núcleo atômico poderia não coincidir. Esta flutuação eletrônica poderia transformar as moléculas apolares, em momentaneamente polares, mesmo que, após um certo intervalo de tempo, a polarização média seja zero. Estes dipolos instantâneos não podem orientar-se para um alinhamento de suas moléculas, mas eles podem induzir a polarização das moléculas adjacentes, resultando em forças atrativas. Estas forças são conhecidas como forças de dispersão (ou forças de London), e estão presentes em todas as moléculas apolares. Forças de dipolo induzido (ou de dispersão) Força entre dipolos permanentes: Se a molécula da substância contém um dipolo permanente (devido à polaridade de uma ou mais de suas ligações covalente), então podemos facilmente ver como essas moléculas se atraem umas às outras: o lado positivo do dipolo de uma molécula atrai o lado negativo do dipolo da outra molécula. Esta força existe, portanto, entre moléculas polares (μtotal ≠ 0). Força entre dipolos permanentes Ligações de Hidrogênio ou Pontes de Hidrogênio: O átomo de hidrogênio tem propriedades especiais por ser um átomo muito pequeno, sem elétrons no interior: por dentro da camada de valência há apenas o núcleo do átomo, o próton. Uma das propriedades que só o átomo de hidrogênio apresenta é a capacidade de exercer uma força de atração intermolecular chamada ligação de hidrogênio, ou ponte de hidrogênio. A ligação de hidrogênio só pode ocorrer quando o hidrogênio estiver ligado a um átomo pequeno e muito eletronegativo: apenas F, O, N satisfaz as condições necessárias. Quando o hidrogênio está ligado a um átomo muito eletronegativo, a densidade eletrônica em torno do próton fica bem baixa; esta parte da molécula é então fortemente atraída pelos pares de elétrons do F, O, N de outra molécula, estabelecendo a ponte de hidrogênio. Pontes de Hidrogênio Após a leitura desse resumo e leitura do caderno, responda: 1 – O que são as forças intermoleculares? 2 – Qual é a diferença básica entre uma força intermolecular e uma ligação química? 3 – Quais são os tipos de ligações químicas existentes? E quais os tipos de forças intermoleculares? 4 – Por que dizemos que as forças intermoleculares só existem numa substância quando a mesma encontra-se nos estados sólido e líquido? 5 – Explique as diferenças existentes entre os 3 tipos de forças intermoleculares? 7 - A trimetilamina e a propilamina possuem exatamente a mesma fórmula molecular (C3H9N) e, no entanto, pontos de ebulição (PE) diferentes. 8 - Considere o texto adiante. "Nos icebergs, as moléculas polares da água associam-se por ... (I) ...; no gelo seco, as moléculas apolares do dióxido de carbono unem-se por ... (II) ... . Conseqüentemente, a 1,0 atmosfera de pressão, é possível prever que a mudança de estado de agregação do gelo ocorra a uma temperatura ... (III) ... do que a do gelo seco." Complete as lacunas I, II e III.