INTERAÇÕES INTERMOLECULARES

INTERAÇÕES INTERMOLECULARES

Interações intermoleculares referem-se as forças de atração que mantêm as moléculas unidas nos estados sólido e líquido. Podem também ser chamadas de forças ou ligações intermoleculares. No estado gasoso as moléculas estão em movimento constante e caótico e a força de atração entre elas é muito fraca, por isso não nos referimos a esse estado quando tratamos de interações intermoleculares.

As interações intermoleculares são muito mais fracas que as ligações químicas, como mostrado na tabela abaixo:

* Também conhecida como dispersão de London, dipolo instantâneo - dipolo induzido ou forças de Van der Waals.

As forças intermoleculares têm origem eletrônica: surgem de uma atração eletrostática entre nuvens de elétrons e núcleos atômicos. São fracas, se comparadas às ligações covalentes ou iônicas. Mas forte o suficiente para sustentar uma lagartixa no teto da sala.

1.Forças de Van der Waals

Na química, o termo forças de van der Waals originalmente refere-se a todas as formas de forças intermoleculares; entretanto, atualmente o termo tende a se referenciar a forças intermoleculares que tratam de forças devido à polarização das moléculas.

Em 1873, Van de Waals elaborou uma equação relacionando a pressão e a temperatura de um gás com o seu volume. Para ele, a pressão deveria ser um pouco maior do que previam as equações até então adotadas, devido às forças de atração entre as moléculas do gás. A equação de Van der Waals mostrou-se mais precisa do que as equações anteriores; por isso os cientistas aceitaram essas forças. As forças de Van der Waals são muito fracas e atuam apenas quando as moléculas estão bem próximas umas das outras.

As forças de van der Waals, como também são conhecidas as forças intermoleculares, podem surgir de 3 fontes:

Dipolo dipolo

Dipolo induzido

Dispersão ou forças de London

1. 1 Força dipolo induzido

A força dipolo induzido é uma força de atração que aparece nas substâncias formadas por moléculas apolares, no estado sólido ou líquido. A nuvem eletrônica nas moléculas apolares é uniforme, não aparecendo cargas.

Essa nuvem pode sofrer deformação por ação externa, como aumento de pressão e diminuição de temperatura, provocando, então, uma distribuição desigual de cargas, o que faz com que surja um dipolo.

O dipolo instantâneo induz a polarização da molécula vizinha, resultando uma atração fraca entre elas.

A presença de moléculas que tem dipolos permanentes podem distorcer a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas, mesmo as que não possuem dipolos (apolares), através de uma polarização induzida. Esta interação também é chamada de dipolo-dipolo induzido.

1.1.1 Forças de London

As forças de London são esquematizadas pela força dipolo-induzido, descoberta por Johannes Diderik van der Waals e Fritz London, nos seus experimentos. Essa força acontece quando uma molécula que tem seus elétrons movendo rapidamente tem um lado com mais elétrons que o outro, fazendo com que fique polarizada momentaneamente, polarizando, por indução elétrica, uma outra molécula vizinha (dipolo induzido) resultando uma atração entre ambas.

Mesmo em moléculas que não possuem momento de dipolo permanente (ex. no gás nobre neônio ou no líquido orgânico benzeno) existe uma força de atração (do contrário nem o benzeno ou neônio poderiam ser liquefeitos). A natureza destas forças requer a mecânica quântica para sua correta descrição, mas foi primeiramente reconhecida pelo físico polonês Fritz London, que relacionou-as com o movimento eletrônico nas moléculas. London sugeriu que, em um determinado instante, o centro de carga negativa dos elétrons e de carga positiva do núcleo atômico poderia não coincidir. Esta flutuação eletrônica poderia transformar as moléculas apolares, tal como o benzeno, em dipolos tempo-dependentes, mesmo que, após 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 e, algumas vezes, mesmo entre moléculas polares.

1.2. Força Dipolo permanente ou Dipolo-dipolo

As moléculas de alguns materiais, embora eletricamente neutras, podem possuir um dipolo elétrico permanente. Devido a alguma distorção na distribuição da carga elétrica, um lado da molécula e ligeiramente mais "positivo"