O que são forças intermoleculares?
Você já colocou delicadamente um clipe de papel ou outro objeto pequeno na superfície da água? O clipe de papel flutuou? Nesse caso, você testemunhou o resultado das interações de bilhões de moléculas de água que impedem a superfície da água líquida de permitir que o clipe de papel afunde! A interação entre moléculas (substâncias que são feitas de átomos que se ligam por meio do compartilhamento de elétrons para formar ligações covalentes ) e outras moléculas ou íons (átomos que perderam ou ganharam elétrons) são governadas por forças físicas. Essas forças, conhecidas como forças intermoleculares , surgem da maneira como os elétrons são compartilhados nas ligações covalentes de diferentes moléculas.
Duas possibilidades básicas surgem quando se considera o compartilhamento de elétrons entre átomos que estão ligados covalentemente. Algumas moléculas, como as encontradas no petróleo ou mesmo no azeite de oliva, têm divisão igual de elétrons em suas ligações covalentes, conhecidas como moléculas apolares . Outras moléculas têm compartilhamento desigual de elétrons (também conhecido como moléculas polares ) entre os átomos, onde um átomo puxa os elétrons da ligação covalente para mais perto de si mesmo para formar uma carga negativa parcial, e os átomos da molécula que têm seus elétrons afastados formam um carga positiva parcial. As cargas parciais positivas e negativas na molécula criam um dipolo .
Tipos de interações intermoleculares
As interações íon-dipolo ocorrem quando os íons interagem com as moléculas polares e representam as forças mais fortes que são discutidas aqui. Os íons carregados são atraídos para o dipolo com a carga parcial oposta. Você já testemunhou os resultados desse tipo de interação, caso já tenha visto sal de mesa dissolvido em um copo d’água. O sal de mesa é feito de íons de sódio com carga positiva (Na ^ +) e íons de cloreto com carga negativa (Cl ^ -). Os íons de sódio são atraídos pela carga negativa parcial dos átomos de oxigênio nas moléculas de água vizinhas. Os íons cloreto são atraídos pela carga positiva parcial nos átomos de hidrogênio das moléculas de água vizinhas. Portanto, as interações atrativas permitem que os íons sejam envolvidos por moléculas de água e se dissolvam.
As forças dipolo-dipolo ocorrem quando duas ou mais moléculas polares interagem umas com as outras e dão a segunda força mais forte discutida aqui. As cargas positivas parciais de uma molécula interagem com as cargas negativas parciais de outra molécula. Um exemplo muito importante desse tipo de interação é conhecido como ligação de hidrogênio , onde o hidrogênio de uma molécula polar com carga parcial positiva é atraído por um par de elétrons em um átomo dentro de outra molécula polar com carga parcial negativa. A ligação de hidrogênio, às vezes chamada de ligação H, é responsável pelo clipe de papel flutuando na água no exemplo desde o início, bem como a estrutura de dupla hélice do DNA.
As forças que existem entre as moléculas não polares são freqüentemente chamadas de forças de Londres , ou dispersão . A distribuição uniforme dos elétrons que são compartilhados entre os átomos na molécula apolar significa que nenhuma força atrativa significativa existe entre as moléculas. Como resultado da fraqueza das forças de Londres (a mais fraca das três forças apresentadas aqui), os líquidos apolares como a gasolina não têm fortes forças de atração para evitar a evaporação rápida. A falta de forças de atração entre as moléculas apolares também significa má mistura com as moléculas polares e explica por que o vinagre (que é principalmente água) não se mistura com o azeite.
Resumo da lição
Forças intermoleculares ocorrem quando as moléculas interagem umas com as outras. O tipo de interação é determinado pelo compartilhamento de elétrons dentro das ligações covalentes de cada molécula. O compartilhamento desigual de elétrons dentro das ligações covalentes resulta em moléculas polares com cargas parciais positivas e negativas chamadas dipolos . Três forças intermoleculares básicas são possíveis: íon-dipolo , dipolo-dipolo e Londres , ou dispersão , forças.