Traduzido de inglês-
As três forças intermoleculares existentes são: força de dipolo permanente, força de dipolo induzido e ligação de hidrogênio.
Duas forças de naturezas distintas predominam na química; são aquelas denominadas intramoleculares, que ocorrem no interior de uma molécula, e as denominadas intermoleculares, que se tratam de interações entre duas ou mais moléculas, iguais ou diferentes.
Trata-se de diferentes formas de interação (aproximação) entre moléculas formadas por ligações covalentes. Forças intermoleculares são as formas como as moléculas dos compostos (polares ou apolares) formados por ligações covalentes interagem ente si.
Como o próprio nome diz, são interações entre moléculas que apresentam um dipolo permanente, ou seja, fazem referência a moléculas polares. Moléculas polares são aquelas que apresentam uma distribuição não uniforme da carga elétrica ao longo de sua superfície.
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Forças dipolo-dipolo: são aquelas presentes em compostos polares. Repare que nas moléculas de ácido clorídrico (HCl) existem pólos δ + e δ-, são eles os responsáveis por essa molécula ser polar. Os compostos polares a seguir são exemplos onde ocorre interação dipolo-dipolo: HCCl3, HBr, H2S, CO, SO2.
Nas ligações dipolo-dipolo, as moléculas polares interagem de maneira que os polos opostos sejam preservados. Com o exemplo acima, 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.
Quando duas moléculas se aproximam há uma interação de seus campos magnéticos o que faz surgir uma força entre elas. É o que chamamos de força intermolecular. Essas forças variam de intensidade, dependendo do tipo da molécula (polar ou apolar) e, no caso das polares, de quão polares elas são.
Qual a importância das forças intermoleculares? As interações intermoleculares, apesar de fracas se comparadas às ligações químicas primárias (iônica, covalente e metálica), permitem a compreensão de fenômenos como a solubilidade de substâncias e sua temperatura de ebulição.
São interações fortes que envolvem grupos funcionais com carga positiva (cátions) e carga negativa (ânions). Conforme cargas iguais se repelem e cargas opostas se atraem, as interações cátion-cátion e ânion-ânion são repulsivas e as interações ânion-cátion são atrativas.
As interações intermoleculares são mais fracas que as intramoleculares (interações que ocorrem dentro das moléculas) ou interatômicas (interações que ocorrem entre os átomos). As ligações entre os átomos são consequência das forças intramoleculares, como mostra a Figura 1.
Determinar a polaridade a partir da relação entre nuvens eletrônicas e ligantesSe o número de ligantes iguais for igual ao número de nuvens no átomo central, a molécula é apolar;Se o número de ligantes iguais for diferente do número de nuvens no átomo central, a molécula é polar.
Será que você conhece bem os quatro tipos de ligações que existem?Ligação iônica ou eletrovalente.Ligação covalente ou molecular.Ligação covalente dativa ou coordenada.Ligação metálica.
Toda ligação iônica é polar, mas a polaridade das ligações covalentes depende do tipo de elemento químico que está fazendo a ligação, podendo ser polar ou apolar. As propriedades das substâncias são influenciadas em grande parte pelo tipo de ligação que seus átomos realizam e se elas são polares ou apolares.
As interações intermoleculares estão intimamente relacionadas com as propriedades termodinâmicas de líquidos, sólidos e gases. Logo, o entendimento de tais forças intermoleculares é de extrema relevância se quisermos entender o comportamento de sistemas químicos a nível molecular.
As forças intermoleculares estão diretamente relacionadas a algumas propriedades das substâncias, pois são elas que estabelecem o estado físico de uma substância. Desta forma, o ponto de ebulição e o ponto de fusão são elementos que irão interferir na força de van der Waals.
Forças intermoleculares são: Mais fracas que ligações iônicas covalentes; Quanto mais forte a atração, maior a temperatura na qual o líquido entrará em ebulição; Quanto maior a força intermolecular, maior o ponto de fusão (processo pelo qual uma substância passa do estado sólido para o líquido).
As forças dipolo induzido-dipolo induzido são de fraca intensidade e ocorrem entre moléculas apolares, entre átomos de gases nobres ou entre moléculas polares e apolares. Essa força ocorre por uma deformação momentânea na nuvem eletrônica da molécula.
Os cientistas descobriram que essa habilidade desse pequeno réptil tem a ver com as forças de Van der Waals, que são forças intermoleculares denominadas assim em homenagem ao cientista Johannes Diederik van der Waals (1837-1923) que determinou as forças que se estabelecem entre as moléculas.
A interação intermolecular dipolo-dipolo pode ser chamada também de dipolo-permanente ou dipolar. Este tipo de interação ocorre em polares. É menos intensa que as pontes de hidrogênio que veremos a seguir. Quando a molécula é polar, há de um lado um átomo mais eletropositivo e do outro, um átomo mais eletronegativo.
Os compostos iônicos são formados pelas ligações iônicas, as moléculas são formadas pelas ligações covalentes e os metais são formados pelas ligações metálicas. Elas também diferem quanto à força: a ligação metálica é mais forte, sendo sucedida pela ligação iônica e então a covalente.
Forças Dipolo-Dipolo Induzido
Ocorrem numa situação em que substâncias que possuem dipolos permanente (isto é moléculas polares), induzem dipolos em moléculas apolares produzindo interações muito fracas.
Cálculo do Momento Dipolar
Simplificadamente, o vetor momento de dipolo elétrico (µ) pode ser representado por: µ=Q d, sendo µ dado, p.e., em debye (D), Q a carga, p.e., em coulomb e d a distância, p.e., em Å (10−8 cm).
Para determinar o vetor momento dipolar resultante em uma molécula qualquer, devemos levar em consideração alguns fatores:Geometria da molécula;Diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados;Número de ligações na estrutura, já que cada ligação forma um vetor;
O momento do dipolo elétrico para uma distribuição discreta de cargas pontuais é simplesmente a soma vetorial dos produtos da carga pela posição vetorial de cada carga.
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