Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

“Propriedades físicas” é uma expressão de significado muito amplo: engloba todas as propriedades das substâncias relacionadas a fenômenos físicos. Não teria nenhum sentido tentar estudar todas as propriedades físicas de uma vez; apenas para enumerá-las todas já seriam consumidas um espaço enorme. Em geral estabelecemos objetivos de natureza prática para delimitar nossos estudos: as propriedades físicas que nos interessam neste momento são aquelas que utilizamos corriqueiramente nos trabalhos comuns de laboratório, como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade. Estas propriedades estão fortemente associadas com as forças que mantêm as moléculas unidas umas com as outras, chamadas forças intermoleculares.

Forças intermoleculares

A ligação que prende os átomos dentro de uma molécula é a ligação covalente. As forças de atração entre as moléculas são de natureza elétrica. Forças gravitacionais também existem, mas podemos desprezá-las por serem muito menores do que as forças elétricas. Vamos, agora, analisar as forças que existem entre as moléculas.

Essas forças podem ser divididas em dois tipos: forças de Van der Waals e Ligação de Hidrogênio.

Forças de Van der Waals

As forças de atração ou repulsão entre entidades moleculares (ou entre grupos dentro da mesma entidade molecular) diferentes daquelas que são devidas à formação de ligação ou a interação eletrostática de íons ou grupos iônicos uns com os outros ou com moléculas neutras.

Vamos estudar dois tipos principais:

Força entre dipolos permanentes: Se a molécula da substância contém um dipolo permanente (devido à polaridade de uma ou mais de suas ligações covalente), então podemos facilmente ver como essas moléculas se atraem umas às outras: o lado positivo do dipolo de uma molécula atrai o lado negativo do dipolo da outra molécula. Esta força existe, portanto, entre moléculas polares (μtotal ≠ 0).

Exemplo:

Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?
Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Forças de London ou forças de dispersão: E quando as moléculas não contêm dipolos (são apolares), como é que elas podem se atrair? Pense numa molécula como uma entidade não estática, mas contendo elétrons em constante movimento; é razoável pensar que num determinado momento a distribuição nessa molécula pode não ser perfeitamente simétrica, e apareçam então pequenos dipolos instantâneos neste momento. Esses dipolos desaparecerão em muito pouco tempo, podendo levar a uma molécula neutra ou a outros dipolos, inclusive contrários; mas no curto espaço de tempo em que eles existem, eles podem induzir a formação de dipolos contrários na molécula vizinha, levando as duas a se atraírem mutuamente. Exemplo:

Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?
Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Ligações de Hidrogênio: O átomo de hidrogênio tem propriedades especiais por ser um átomo muito pequeno, sem elétrons no interior: por dentro da camada de valência há apenas o núcleo do átomo, o próton. Uma das propriedades que só o átomo de hidrogênio apresenta é a capacidade de exercer uma força de atração intermolecular chamada ligação de hidrogênio. A ligação de hidrogênio só pode ocorrer quando o hidrogênio estiver ligado a um átomo pequeno e muito eletronegativo, como F, O, N, Cl, etc. Quando o hidrogênio está ligado a um átomo muito eletronegativo, a densidade eletrônica em torno do próton fica bem baixa; esta parte da molécula é então fortemente atraída pelos pares de elétrons do átomo eletronegativo de outra molécula, estabelecendo a ligação de hidrogênio.
Exemplo:

Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?
Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

As ligações de hidrogênio representam importante papel tanto nas propriedades especiais da água como em moléculas de extrema importância para os seres vivos: elas determinam a forma das proteínas, e constituem a força que une as hélices do DNA.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/forcas-intermoleculares-van-der-waals-e-ponte-de-hidrogenio/

Todas as moléculas
Moléculas polares
O átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletrônegativo
Todas as moléculas
Moléculas polares
O átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletrônegativo

Será que uma molécula, quando próxima a outra, influencia em alguma coisa? A resposta é positiva, como você pode ver nos artigos "Solubilidade em água" ou mesmo "Eletronegatividade". O fato de moléculas - e átomos - possuírem campo magnético faz com que haja influência de uma nas outras. Vamos tentar explicar melhor essa questão.

A polaridade molecular

Vamos ao básico, nos restringindo apenas a moléculas diatômicas (formadas por apenas dois átomos): quando pelo menos dois átomos se ligam, formando uma molécula, existe entre eles uma "disputa" pelos elétrons.

Quando um deles é mais eletronegativo que o outro conseguirá mantê-lo mais próximo de si por mais tempo. Dessa forma, podemos dizer que o lado da molécula que possui o átomo mais eletronegativo fica mais negativo, enquanto que o lado do átomo menos eletronegativo fica mais positivo. Temos então uma molécula polar.

Quando os dois átomos de nossa molécula têm a mesma eletronegatividade, portanto são do mesmo elemento, nenhum deles é capaz de garantir a presença dos elétrons por mais tempo que o outro. Dessa forma, nenhum dos lados ficará mais positivo ou mais negativo. A molécula será apolar.

Compreenda que esses exemplos são bem simples e que a polaridade molecular, embora funcione dessa forma, é um pouco mais complexa, pois depende muito da geometria da molécula em questão.

Força intermolecular

Quando duas moléculas se aproximam há uma interação de seus campos magnéticos o que faz surgir uma força entre elas. É o que chamamos de força intermolecular. Essas forças variam de intensidade, dependendo do tipo da molécula (polar ou apolar) e, no caso das polares, de quão polares elas são.

Observação importante: A teoria cinética dos gases assume que a distância entre as moléculas é tão grande que não existe força de atração entre elas. Em estado líquido e sólido as moléculas estão muito próximas e a força atrativa pode ser observada.

Vamos ver então como são as forças quando aproximamos:

Íon x molécula polar: É a força mais forte e sua magnitude pode ser compatível a de uma ligação covalente.


  • Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Molécula polar x molécula polar: Ocorre entre moléculas polares da mesma substância ou de substâncias diferentes, ambas polares. Esta força é muito conhecida como dipolo x dipolo ou dipolo-permanente.

 

  • Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Ligações de hidrogênio: Quando ligado a um átomo pequeno e de forte eletronegatividade (F, O ou N), o hidrogênio forma ligações polares muito fortes. Seus pólos interagirão fortemente com outras moléculas polares, formando uma forte rede de ligações intermoleculares.

 

  • Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Molécula polar x molécula apolar: Conhecida como interação dipolo x dipolo induzido, ocorrem porque moléculas polares (dipolos permanentes) conseguem distorcer a distribuição de carga em outras moléculas vizinhas, através de polarização induzida. Uma interação desse tipo é uma interação fraca.

 

Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

  • Qual tipo de força atrativa Intermolecular atua entre o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo?

Essas interações são responsáveis, por exemplo, pela solubilidade de gases como o O2 (apolar) em água.

Molécula apolar x molécula apolar: O movimento dos elétrons permite que, em determinado momento, moléculas apolares consigam induzir um dipolo em sua molécula vizinha e esta, uma vez polarizada, dê seqüência ao efeito. Essas forças foram percebidas pelo físico polonês Fritz London, que sugeriu que moléculas apolares poderiam se tornar dipolos temporários. Essas forças ficaram conhecidas como forças de dispersão ou forças de London.

Onde atuam as forças intermoleculares

A força intermolecular é responsável por alguns fenômenos muito comuns, como a capilaridade e a tensão superficial. Quando pegamos uma toalha de papel e colocamos apenas uma de suas pontas em contato com a água. Após alguns instantes, toda a toalha está úmida. Essa "subida" da água por algumas superfícies ou tubos capilares (muito finos) é chamada de capilaridade. O fato de uma agulha flutuar sobre a superfície da água mesmo sendo mais densa que ela e o caminhar de um inseto sobre a água só é possível pela tensão superficial, uma espécie de fina camada que se forma nos líquidos.

Ponte de Hidrogênio

Se não existissem as pontes de hidrogênio, a água teria seu ponto de ebulição perto de -90oC, o que tornaria sua existência impossível na Terra.

Capilaridade

A água chega a uma flor subindo pelo seu caule. Esse é um bom exemplo para o fenômeno da capilaridade. Quando você recebe flores e as coloca em um jarro, é um hábito muito comum cortar a ponta inferior do caule. Para evitar que o ar entre nos pequenos vasos que existem no caule e interrompam a capilaridade por evitar o contato entre as moléculas da água, faça o corte do caule dentro do jarro com água e suas flores durarão um pouco mais.

Quem faz a ciência

Fritz London (1900-1954): Físico polonês que, juntamente com Walter Heitler, publicou o primeiro estudo sobre mecânica quântica na molécula de hidrogênio. Estudou nas universidades de Bonn, Frankfurt, Göttingen, Munique e Paris. Suas publicações mais importantes incluem dois volumes sobre superfluidos. É mais lembrado pela sua teoria sobre as forças de dispersão.

Que tipo de força de atração Intermolecular atua apenas entre átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo Eletronegativo pequeno vizinho?

Força intermolecular dipolo-dipolo.

Quais são as principais forças intermoleculares da ligação de hidrogênio?

As três forças intermoleculares conhecidas são: dipolo induzido – dipolo induzido, dipolo permanente – dipolo permanente e ligação de hidrogênio.

Que tipo de força de atração Intermolecular atua somente entre moléculas polares?

O dipolo-dipolo ocorre entre as moléculas dos compostos polares e é considerada uma interação de força intermediária.

Quais os tipos de interação Intermolecular ocorre entre moléculas polares?

→ Força dipolo permanente ou dipolo-dipolo É um tipo de força intermolecular que ocorre entre moléculas polares (com exceção daquelas que apresentam o elemento hidrogênio ligado diretamente a flúor, oxigênio ou nitrogênio).