QUÍMICA GERALLIGAÇÕES INTERMOLECULARES

Professor Augusto SérgioColégio ISBA

Índice

Estas respostas você encontrará no

estudo das ...

• Na ebulição da água ocorre quebra das ligações

interatômicas ou intermoleculares?

• Por que os insetos planam na água?

• Por que o gelo flutua na água?

• O que o uso cremes hidratantes tem a ver com

as ligações intermoleculares?

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Questões Chaves

4

Vocês sabem o que faz as moléculas

ficarem mais unidas no estado sólido que

no estado líquido ou gasoso?

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Tipos de Ligações Intermoleculares

Ligações ouPontes de Hidrogênio

Dipolo – dipolo permanente

Dipolo instantâneo – dipolo induzido ou ligações de Van der

Waals

Qual é o tipo de interação que existe entre as moléculas de

água?

7

Ligação ou

ponte de

hidrogênio

8

Que tipo de

interação é

quebrada durante

a ebulição da

água?

Ligações de Hidrogênio

9

Durante a

ebulição não

são rompidas

ligações

interatômicas

As moléculas apenas escapam do

líquido devido ao rompimento das

ligações de hidrogênio

Ligação de Hidrogênio ou

Ponte de Hidrogênio

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A ligação de hidrogênio ocorre quando a

molécula é polar e possui H ligado a

elemento muito eletronegativo ( F, O, N), de

forma que o hidrogênio de uma molécula

estabelece uma ligação com o átomo muito

eletronegativo de outra molécula.

Ligação de Hidrogênio

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δ+ δ- δ+ δ--- -- -- -- -- --

H FON H FON

Molécula Molécula

Ligação de

Hidrogênio

Vejam os Exemplos

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H2O HF NH3

Sacarose

CH3CH2OH

Etanol

Por que a densidade da água é

menor no estado sólido?

As pontes de

hidrogênio deixam

muitos espaços

vazios entre as

moléculas de água

no estado sólido,

provocando o

aumento de seu

volume e

consequentemente

a diminuição da

densidade.

Lembre-se: d=m/v

ÁGUA, MEIO AMBIENTE E TECNOLOGIA

A água dos rios, lagos, mares e oceanos ocupa mais de 70% da superfície do planeta. Pela absorção de energia na forma de calor, principalmente a proveniente do sol, parte dessa água evapora, sobe, condensa-se e forma as nuvens, retornando à terra através de chuva ou neve.

A água, por ser absorvida pelo solo, chega às plantas que, através da transpiração e respiração, passam-na para a atmosfera.

Também os animais contribuem para a circulação da água no ambiente, pois ao ingerirem água, devolvem-na pela respiração e excreção.

De forma menos visível, a água ocorre ainda, em grande quantidade, no citoplasma das células e nos demais fluidos biológicos onde regula a temperatura e atua como solvente universal nas reações químicas e biológicas.

Por estar a água relacionada à maioria das ações que ocorrem na natureza, é ela também a responsável, muitas vezes, por problemas ambientais.

Os processos tecnológicos de geração de energia são fontes importantes de impactos ambientais. A queima de combustíveis derivados de petróleo, como a gasolina e o óleo diesel, lança, na atmosfera, grandes quantidades de dióxido de carbono, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa.

É, pois, relevante que nos interessemos pela água que, paradoxalmente, é fonte de vida e veículo de poluição.

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(Ufsm 2004) Ao contrário da maioria das substâncias, a densidade da água diminui à pressão constante, quando ela se congela, sendo bastante familiar a imagem de cubos de gelo flutuando em água.

Analise as afirmativas:I - Há aumento de volume quando o gelo se forma.II - A estrutura menos densa ocorre devido à formação de pontes de hidrogênio.III - As pontes de hidrogênio são consequência das interações de dipolo induzido do oxigênio e dipolo permanente do hidrogênio.

Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III.

Ponte de Hidrogênio nas moléculas

Fluoreto de Hidrogênio

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H F H F

Ponte de Hidrogênio nas moléculas

Fluoreto de Hidrogênio

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N H

H

H

N

H

H

H

Qual o mecanismo de ação dos hidratantes e nossa

pele?

A QUÍMICA NO CONTEXTO

H2C CH CH2

OH OH OH O

H

H

OH

H

GLICERINA ( Composição dos hidratantes)

PONTES DE HIDROGÊNIO

Veja agora uma

questão do ENEM

envolvendo este

assunto

(Enem 2011) A pele humana, quando está bem hidratada, adquire boa elasticidade e aspecto macio e suave. Em contrapartida, quando está ressecada, perde sua elasticidade e se apresenta opaca e áspera. Para evitar o ressecamento da pele é necessário, sempre que possível, utilizar hidratantes umectantes, feitos geralmente à base de glicerina e polietilenoglicol:

Disponível em: http://www.brasilescola.com. Acesso em: 23 abr. 2010 (adaptado).A retenção de água na superfície da pele promovida pelos hidratantes é consequência da interação dos grupos hidroxila dos agentes umectantes com a umidade contida no ambiente por meio de a) ligações iônicas. b) forças de London. c) ligações covalentes. d) forças dipolo-dipolo. e) ligações de hidrogênio.

2 2 2 2 2 2nH O C H C H O C H C H O C H C H O H

po lie tilenog lico l

Ligação Dipolo – Dipolo ou

Dipolo – Dipolo Permanente

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A ligação Dipolo – Dipolo Permanente

ocorre em moléculas polares, de modo que

o polo negativo de uma molécula atrai o polo

positivo da outra molécula.

Observe o exemplo

23

Ligação Dipolo – Dipolo

Outros exemplos:

HBr, HI, H2S, H2Se, CO, SO2

Dipolo Instantâneo – Dipolo – Induzido ou

Forças de Van der Waals

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A ligação Dipolo Instantâneo – Dipolo –

Induzido ocorre entre moléculas Apolares ou

entre átomos de gases nobres, quando por

um motivo qualquer ocorre uma assimetria na

nuvem eletrônica gerando um dipolo que

induz as demais moléculas ou átomos a

também formarem dipolos.

Exemplos

25

H2, O2, N2, CO2, CH4, He, Ne, Ar

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Molécula

Polar

Tem H diretamente

ligado a FON

Não tem H diretamente

ligado a FON

Apolar

Ligações de

Hidrogênio

Dipolo

permanente –

Dipolo

permanente

Dipolo

instantâneo

– Dipolo

induzido

Resumo das Forças Intermoleculares

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(Udesc 2012) As principais forças intermoleculares

presentes na mistura de cloreto de sódio em água; na

substância acetona e na mistura de etanol em água são,

respectivamente:

a) dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio.

b) dipolo-dipolo; íon-dipolo; ligação de hidrogênio.

c) ligação de hidrogênio; íon-dipolo; dipolo-dipolo.

d) íon-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio.

e) íon-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo.

Reposta:[D] NaCl em água. Os íons provenientes da dissociação do sal interagem com dipolos permanentes presentes em moléculas de água. Portanto, temos a interação íon-dipolo.Acetona em água. A acetona é uma molécula polar, que interage com moléculas de água por meio de forças dipolo-dipolo.Etanol em água. Devido à presença do grupo hidroxila, tanto na água quanto no etanol. Observa-se o predomínio de ligações de hidrogênio intermoleculares.

Força relativa das Interações

Intermoleculares

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Dipolo

Instantâneo –

Dipolo –

Induzido ou

Forças de Van

der Waals

Dipolo –

Dipolo

Permanente

ou

Dipolo - Dipolo

Ligação de

Hidrogênio

ou Ponte de

Hidrogênio

< <

Forças Intermoleculares e

Ponto de Ebulição

30

Quanto maisforte a atração

entre as moléculas

Maior a quantidade de

energianecessária

para

separá-las

Maior a temperaturade ebulição

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Dois fatores influem na TE

A)Tipo de Força Intermolecular:

Quanto mais intensas as atrações

intermoleculares, maior a sua TE.

B) O tamanho ou Massa Molecular:

Para substâncias que apresentam o mesmo tipo de

ligação intermolecular, quanto maior o tamanho ou

massa molecular, maior a sua TE.

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Observe que as

moléculas de H2O( VIA) e

de HF( VIIA), possuem

maior PE, pois

apresentam ponte de

hidrogênio.

O Aumento do PE das

outras substâncias é

devido ao aumento

tamanho ou da massa

molecular.

Ligações Intermoleculares e Pontos de Ebulução

Influência das Ligações Intermoleculares

nos Pontos de Ebulução

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Por que o Ponto de ebulição da água é anormalmente maior,

quando comparado aos outro hidretos da Família VIA?

Hidreto Massa

Molecular

TE (oC)

H2O 18 100

H2S 34 -60

H2Se 81 -42

H2Te 130 -2

Influência das Ligações Intermoleculares

nos Pontos de Ebulição

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Como você explica o aumento do PE dos demais hidretos ( H2S, H2Se, H2Te) ?

Hidreto Massa

Molecular

TE (oC)

H2O 18 100

H2S 34 -60

H2Se 81 -42

H2Te 130 -2

(UFBA/2005)

O que mantém as moléculas unidas nos estados sólido e líquido são as ligações ou

interações intermoleculares. A intensidade dessas interações, bem como o tamanho das

moléculas são fatores determinantes do ponto de ebulição das substâncias moleculares.

(PERUZZO; CANTO, 2002, p.454-455).

Substância

Ponto de

ebulição

( 0oC), a 1 atm

Momento

dipolar da

molécula (D)*

Cl2 - 34 0

I2 184 0

HF 20 1,98

HI -36 0,38

Considerando as informações do texto e os dados da tabela, identifique as interações

intermoleculares que ocorrem nos halógenos (Cl2 e I2) e nos haletos de hidrogênio (HF e

HI), na fase líquida, relacionando-as com os diferentes pontos de ebulição entre esses

halógenos e entre esses haletos de hidrogênio.

RESOLUÇÃO

De acordo com os dados da tabela, as moléculas de Cl2 e I2, são

apolares, pois apresentam momento dipolo igual a zero. As forças

intermoleculares entre essas moléculas são dipolo intantâneo –

dipolo induzido, logo, o maior ponto de ebulição do I2 em relação ao

Cl2, é que o primeiro apresenta maior tamanho(massa molecular).

Já no caso dos haletos de hidrogênio o fator responsável pelo maior

ponto de ebulição do HF(1,98D) é a sua maior polaridade em

relação ao HI( 0,38D), conforme indicado pelos valores de momento

dipolo na tabela. Esta maior polaridade da molécula de HF, implica

numa maior força de atração entre suas moléculas, justificando

portanto o seu maior PE em relação ao HI. Quanto as ligações

intermoleculares o HF apresenta ligações ou ponte de hidrogênio e

as moléculas de HI intergem por dipolo – dipolo.

37Fonte: Química Geral – Volume Único, Usberco e Salvador, pg. 122