Forças Intermoleculares

Apresentação em tema: "Forças Intermoleculares"— Transcrição da apresentação:

1 Forças Intermoleculares
Universidade Estadual do Centro-oeste Campus – CEDETEG Departamento de Química Química Orgânica I Forças Intermoleculares Prof. Dr. Eduardo Santos de Araújo

2 Forças Intermoleculares
As forças de ligação intramoleculares e intermoleculares surgem de atrações eletrostáticas entre cargas opostas. Nas ligações entre átomos: Ligação iônica: atração entre cátions e ânions Ligação covalente: atração entre núcleos e pares de elétrons Ligação metálica: cátions metálicos e elétrons de valência deslocalizados As forças intermoleculares, por outro lado, são devido à: Atração entre as moléculas com cargas parciais Atração entre íons e moléculas As forças intermoleculares são muito mais fracas do que as forças intramoleculares (por exemplo, 16 kJ mol-1 versus 431 kJ mol-1 para o HCl). Os dois tipos de forças diferem em magnitude, e a lei de Coulomb explica por quê.

3 Forças Intermoleculares
As forças de ligação são relativamente fortes, porque envolvem cargas maiores que estão mais próximas. As forças intermoleculares são relativamente fracas, porque elas normalmente envolvem cargas menores e estão mais distantes. 𝐄𝐧𝐞𝐫𝐠𝐢𝐚= 𝐜𝐚𝐫𝐠𝐚𝟏 × 𝐜𝐚𝐫𝐠𝐚𝟐 𝐝𝐢𝐬𝐭â𝐧𝐜𝐢𝐚

4 Forças Intermoleculares
A que distância estão as cargas em diferentes moléculas para aumentar as forças intermoleculares entre elas? Considere a molécula de Cl2 como exemplo. Quando medimos as distâncias entre dois núcleos de cloro em uma amostra de Cl2 sólido, obtêm-se dois diferentes valores.

5 Forças Intermoleculares
Dois diferentes valores de distância entre dois átomos de cloro. Entre dois núcleos de duas moléculas distintas  maior distância Chamada de DISTÂNCIA DE VAN DER WAALS que é a distância mais próxima que uma molécula de Cl2 pode se aproximar de outra, o ponto em que as atrações intermoleculares estão em equilíbrio com as repulsões da nuvem de elétrons) Entre dois núcleos da mesma molécula  menor (raio covalente)

6 Forças intermoleculares: íon – dipolo
Íon – dipolo: interação que surge de uma carga e a carga parcial de uma molécula polar. Um sólido iónico tal como cloreto de sódio dissolve-se em água por causa da atração eletrostática entre os cátions (Na+) e os átomos de oxigênio parcialmente carregados negativamente de moléculas de água, e entre os ânions (Cl) e os átomos de hidrogênio de água que estão parcialmente carregados positivamente.

7 Forças intermoleculares: dipolo – dipolo
Dipolo – dipolo: atração que surge entre as moléculas polares pela interação entre as cargas parciais de seus dipolos elétricos. Ambas as orientações (a) e (b) relativas mostradas resultam em uma energia baixa.

8 Forças intermoleculares: dipolo – dipolo
Forças repulsivas nas interações dipolo – dipolo. Orientações moleculares que justapõem o positivo (c) ou extremidades negativas (d) dos dipolos em moléculas adjacentes produzirão interações repulsivas.

9 Forças intermoleculares: dipolo – dipolo
As interações dipolo – dipolo repulsivas e atrativas ocorrem em amostras de líquidos.

10 Forças intermoleculares: dipolo – dipolo
Essas forças são responsáveis pelo fato de compostos polares apresentarem maiores temperaturas de ebulição que compostos apolares com massas molares semelhantes.

11 Forças Intermoleculares – Ligação de hidrogênio
A ligação de hidrogênio surge entre as moléculas que têm um átomo de hidrogênio (+) ligado a um pequeno átomo pequeno e altamente eletronegativo, com par de elétrons livres. Moléculas com grupos O–H, N–H ou H–F apresentaram interações em ligação de hidrogênio.

12 Forças Intermoleculares: íon dipolo-induzido
A distorção da nuvem eletrônica em: Molécula apolar – cria um momento de dipolo induzido temporário. Molécula polar – aumenta o momento de dipolo já presente. A fonte do campo elétrico pode ser o eletrodos de uma bateria, a carga de um íon, ou a cargas parciais de uma molécula polar A facilidade com que a nuvem eletrônica de uma partícula pode ser distorcida é chamada de sua polarizabilidade.

13 Forças Intermoleculares: íon dipolo-induzido
Átomos menores (ou íons) são menos polarizados do que os maiores porque os seus elétrons estão mais próximos ao núcleo e, portanto, são mantidos mais firmemente presos.  + Após polarização  + Após polarização

14 Forças intermoleculares: forças de London
As forças de dispersão são causadas por oscilações momentâneas de carga do elétron em átomos e, portanto, estão presentes entre todas as partículas (átomos, íons e moléculas). Na situação A, dois átomos de argônio não se influenciam, mas ao se aproximarem (situação B), haverá influência mútua. Um dipolo instantâneo induz um dipolo em seu vizinho. Situação A Situação B

15 Forças intermoleculares - London
(a) Nesta série de quatro Alcanos simples , moléculas maiores apresentam maiores forças de London e , por conseguinte, pontos de ebulição mais elevados . (b) moléculas lineares n - pentano têm uma área de superfície maior e forças intermoleculares maiores do que as moléculas neopentano esféricas . Como resultado, o neopentano é um gás à temperatura ambiente, ao passo que o n-pentano é um líquido volátil .

16 Forças intermoleculares – Energias.
Tipo de Interação Energia, kJ/mol Espécies que interagem íon-íon 250 Somente íons íon-dipolo 15 Íons e moléculas polares dipolo-dipolo 2 Moléculas polares London Todos os tipos de moléculas Ligação de Hidrogênio 20 N, O, F a ligação é um átomo de H compartilhado

17 Forças Intermoleculares - resumo
Interação das Partículas (átomos, moléculas, íons)