Ligações Intermoleculares

Relevâncias

Contexto: As ligações intermoleculares são fundamentais para entender como as substâncias interagem umas com as outras. Elas estão intrinsecamente ligadas às propriedades físicas das substâncias, como seu ponto de ebulição, ponto de fusão e solubilidade, sendo, assim, de grande importância no estudo da química.
Aplicações: As características das ligações intermoleculares têm inúmeras aplicações práticas. Por exemplo, a eficácia dos medicamentos está diretamente relacionada à sua capacidade de se ligar a moléculas específicas em nosso corpo, uma interação que depende das ligações intermoleculares. O mesmo vale para o sabor e aroma dos alimentos, que também dependem dessas ligações para suas características.

Definição: As ligações intermoleculares são as forças atrativas que mantêm as moléculas unidas nos estados sólidos e líquidos. Elas surgem como resultado das diferenças de eletronegatividade entre os átomos, gerando uma nuvem eletrônica desigualmente distribuída.
Tipos de Ligações Intermoleculares:
- Forças de Van der Waals: São as interações intermoleculares mais fracas e têm três subtipos: dispersão, dipolo-dipolo e dipolo-induzido.
- Ponte de Hidrogênio: É uma ligação especial que ocorre quando um átomo de hidrogênio está ligado a um átomo muito eletronegativo, criando uma carga parcialmente positiva de hidrogênio que atrai um átomo eletronegativo em outra molécula.

Eletronegatividade: É a capacidade de um átomo atrair para si os elétrons de uma ligação química. Quanto maior a eletronegatividade, maior a força de atração e, portanto, maior a polaridade da ligação e da molécula.
Dipolo: É a separação de cargas em uma molécula devido à diferença de eletronegatividade entre os átomos. Forma-se um dipolo, com uma região parcialmente positiva e outra parcialmente negativa.

Casos de Forças de Van der Waals:
- Dispersão: Presente nas moléculas não polares, a força de dispersão surge devido à rápida flutuação na distribuição eletrônica. Exemplo: o hélio no estado líquido.
- Dipolo-Dipolo: Presente em moléculas polares, as forças dipolo-dipolo ocorrem pela atração entre os dipolos das moléculas. Exemplo: o HCl no estado líquido.
- Dipolo-Induzido: Presente em moléculas polares e não polares, as forças dipolo-induzido ocorrem quando a presença de um dipolo em uma molécula polariza a nuvem eletrônica de uma molécula vizinha. Exemplo: o dióxido de carbono (CO2).
Caso de Ponte de Hidrogênio: Presente em moléculas que possuem hidrogênio ligado diretamente a átomos altamente eletronegativos, como O, N ou F. A ponte de hidrogênio é a razão para as altas temperaturas de ebulição e fusão de substâncias como água, amônia e álcoois.

Definição de Ligações Intermoleculares: As ligações intermoleculares são as forças atrativas que surgem entre as moléculas, mantendo-as unidas nos estados líquido e sólido. Sua força depende da eletronegatividade dos átomos envolvidos.
Eletronegatividade e Ligações Polares: O conceito de eletronegatividade ajuda a entender a polaridade das ligações químicas e das moléculas, que é crucial para a ocorrência de ligações intermoleculares.
Forças de Van der Waals: Compreende três subtipos - forças de dispersão, forças dipolo-dipolo e forças dipolo-induzido - cada um deles atuando em diferentes circunstâncias e com diferentes intensidades.
Ponte de Hidrogênio: É uma ligação especial que ocorre quando um átomo de hidrogênio é fortemente atraído por um átomo muito eletronegativo, resultando em uma força intermolecular notavelmente forte.

Importância das Ligações Intermoleculares: As ligações intermoleculares desempenham um papel crucial na determinação das propriedades físicas e químicas das substâncias, tais como seus pontos de fusão e ebulição, solubilidade e volatilidade.
A Ligação Covalente e a Polaridade: A polaridade das ligações covalentes, que é governada pela diferença de eletronegatividade entre os átomos envolvidos, é a principal responsável pela existência de ligações intermoleculares.
As Forças de Van der Waals em Ação: As forças de Van der Waals, especialmente a ponte de hidrogênio, explicam muitos fenômenos cotidianos, desde a adesão entre moléculas de água (pressuposto para a capilaridade), até a interação molecular em DNA e proteínas.

Identificação das Forças de Van der Waals: Dada a fórmula química de uma substância, identifique o tipo de força de Van der Waals presente e explique o porquê. (ex: HBr, CO2, CH4, H2O).
Analisando a Ponte de Hidrogênio: Para as moléculas HF, NH3, e H2O, explique por que apenas a última forma a ponte de hidrogênio. Como isso afeta as forças intermoleculares e, consequentemente, as propriedades físicas dessas substâncias?
Relação entre Ligações Intermoleculares e Propriedades Físicas: Descreva como as forças intermoleculares afetam o ponto de ebulição e a solubilidade de uma substância. Use exemplos de substâncias com diferentes tipos de ligações intermoleculares para apoiar sua resposta.