Forças Intermoleculares

Forças intermoleculares é a força que atua entre moléculas estáveis ou entre grupos funcionais de macromoléculas.

As forças intermoleculares são fracas em relação às interações intramoleculares (também chamadas de forças intramoleculares), que são as interações (forças) que mantêm uma molécula unida.

As forças intermoleculares são responsáveis pelos estados condensados da matéria.

As forças intermoleculares são responsáveis pela maioria das propriedades físicas e químicas da matéria e pelas características físicas da substância.

Em química, as forças intermoleculares são as forças de atração ou repulsão que atuam entre as partículas vizinhas (átomos, moléculas ou íons). Essas forças são fracas em comparação com as forças intramoleculares, como as ligações covalentes ou iônicas entre os átomos de uma molécula. Essas forças medeiam as interações entre moléculas individuais de uma substância. Por exemplo, a ligação covalente presente em uma molécula de cloreto de hidrogênio (HCl) é muito mais forte do que quaisquer ligações que ela possa formar com moléculas vizinhas.

As partículas que constituem sólidos e líquidos são mantidas juntas por forças intermoleculares e essas forças afetam várias propriedades físicas da matéria nesses dois estados.

Enfim, as forças intermoleculares são definidas como o conjunto de forças atrativas e repulsivas que ocorrem entre as moléculas como resultado da polaridade das moléculas.

O que são forças intermoleculares?

Na química, as forças intermoleculares descrevem várias forças eletrostáticas presentes entre átomos e moléculas.

Essas forças incluem forças íon-dipolo, ligações de hidrogênio, forças dipolo-dipolo e forças de dispersão de London. Embora essas forças sejam geralmente muito mais fracas do que ligações iônicas ou covalentes, elas ainda podem ter uma grande influência nas características físicas de líquidos, sólidos ou soluções.

Todas as forças intermoleculares são eletrostáticas por natureza. Isso significa que a mecânica dessas forças depende das interações de espécies carregadas, como íons e elétrons.

Fatores relacionados às forças eletrostáticas, como eletronegatividade, momentos de dipolo, cargas iônicas e pares de elétrons, podem afetar muito os tipos de forças intermoleculares entre quaisquer duas espécies químicas.

As forças íon-dipolo estão presentes entre os íons e as cargas parciais nas extremidades das moléculas polares. As moléculas polares são dipolos e têm uma extremidade positiva e uma extremidade negativa.

Íons carregados positivamente são atraídos para a extremidade negativa de um dipolo e íons carregados negativamente são atraídos para a extremidade positiva de um dipolo.

A força desse tipo de atração intermolecular aumenta com o aumento da carga de íons e o aumento dos momentos de dipolo. Esse tipo particular de força é comumente encontrado em substâncias iônicas dissolvidas em solventes polares.

Para moléculas e átomos neutros, as forças intermoleculares que podem estar presentes incluem forças dipolo-dipolo, ligações de hidrogênio e forças de dispersão de London.

Essas forças constituem as forças van der Waals, que receberam o nome de Johannes van der Waals. Em geral, eles são mais fracos do que as forças íon-dipolo.

As forças dipolo-dipolo ocorrem quando a extremidade positiva de uma molécula polar se aproxima da extremidade negativa de outra molécula polar. A própria força depende da proximidade das moléculas.

Quanto mais distantes as moléculas estão, mais fracas são as forças dipolo-dipolo. A magnitude da força também pode aumentar com o aumento da polaridade.

As forças de dispersão de London podem ocorrer entre espécies químicas não polares e polares. Eles são nomeados em homenagem a seu descobridor, Fritz London. A própria força ocorre devido à formação de dipolos instantâneos; isso pode ser explicado pelo movimento dos elétrons nas espécies químicas.

Os dipolos instantâneos são criados quando os elétrons em torno de uma espécie química são atraídos para o núcleo de outra espécie química.

Em geral, as forças de dispersão de London são maiores para moléculas maiores, porque as moléculas maiores têm mais elétrons. Grandes halogênios e gases nobres, por exemplo, têm pontos de ebulição mais altos do que pequenos halogênios e gases nobres por causa disso.

As ligações de hidrogênio ocorrem entre átomos de hidrogênio em uma ligação polar e pares de elétrons não compartilhados em pequenos íons ou átomos eletronegativos. Este tipo de força intermolecular é freqüentemente visto entre átomos de hidrogênio e flúor, oxigênio ou nitrogênio. As ligações de hidrogênio podem ser encontradas na água e são responsáveis pelo alto ponto de ebulição da água.

As forças intermoleculares podem ter um efeito profundo nas características físicas de uma espécie química.

Normalmente, altos pontos de ebulição, pontos de fusão e viscosidade estão associados a altas forças intermoleculares. Embora sejam muito mais fracas do que as ligações covalentes e iônicas, essas forças de atração intermolecular ainda são importantes na descrição do comportamento das espécies químicas.

Forças intermoleculares em líquidos

As propriedades dos líquidos são intermediárias entre as dos gases e dos sólidos, mas são mais semelhantes às dos sólidos.

Em contraste com as forças intramoleculares, como as ligações covalentes que mantêm os átomos unidos em moléculas e íons poliatômicos, as forças intermoleculares mantêm as moléculas unidas em um líquido ou sólido.

As forças intermoleculares são geralmente muito mais fracas do que as ligações covalentes.

Por exemplo, requer 927 kJ (221410.15 Calorias) para superar as forças intramoleculares e quebrar ambas as ligações O – H em 1 mol de água, mas leva apenas cerca de 41 kJ (9792.68 Calorias) para superar as atrações intermoleculares e converter 1 mol de água líquida em vapor de água a 100 ° C. (Apesar deste valor aparentemente baixo, as forças intermoleculares na água líquida estão entre as mais fortes de tais forças conhecidas!)

Dada a grande diferença nas intensidades das forças intra e intermoleculares, mudanças entre os estados sólido, líquido e gasoso ocorrem quase invariavelmente durante substâncias moleculares sem quebrar ligações covalentes.

As propriedades dos líquidos são intermediárias entre as dos gases e dos sólidos, mas são mais semelhantes às dos sólidos.

As forças intermoleculares determinam as propriedades do volume, como os pontos de fusão dos sólidos e os pontos de ebulição dos líquidos.

Os líquidos fervem quando as moléculas têm energia térmica suficiente para superar as forças de atração intermoleculares que as mantêm juntas, formando bolhas de vapor dentro do líquido.

Da mesma forma, os sólidos fundem quando as moléculas adquirem energia térmica suficiente para superar as forças intermoleculares que as prendem no sólido.

As forças intermoleculares são eletrostáticas por natureza; isto é, eles surgem da interação entre espécies carregadas positivamente e negativamente.

Assim como as ligações covalentes e iônicas, as interações intermoleculares são a soma dos componentes atrativos e repulsivos.

Como as interações eletrostáticas caem rapidamente com o aumento da distância entre as moléculas, as interações intermoleculares são mais importantes para sólidos e líquidos, onde as moléculas estão próximas.

Essas interações tornam-se importantes para gases apenas em pressões muito altas, onde são responsáveis pelos desvios observados da lei dos gases ideais em altas pressões.

Forças intermoleculares de atração

As forças intermoleculares são muito mais fracas do que as forças intramoleculares de atração, mas são importantes porque determinam as propriedades físicas das moléculas como seu ponto de ebulição, ponto de fusão, densidade e entalpias de fusão e vaporização.

Tipos de forças intermoleculares atrativas

Forças dipolo-dipolo: interações eletrostáticas de dipolos permanentes em moléculas; inclui ligações de hidrogênio.
Forças íon-dipolo: interação eletrostática envolvendo um dipolo parcialmente carregado de uma molécula e um íon totalmente carregado.
Forças dipolares instantâneas induzidas por dipolo ou forças de dispersão de London: forças causadas por movimentos correlacionados dos elétrons em moléculas em interação, que são as forças intermoleculares mais fracas e são categorizadas como forças de van der Waals.

O que são atrações intermoleculares?

Ligações intermoleculares versus intramoleculares

As atrações intermoleculares são atrações entre uma molécula e uma molécula vizinha.

As forças de atração que mantêm uma molécula individual unida (por exemplo, as ligações covalentes) são conhecidas como atrações intramoleculares.

Essas duas palavras são tão parecidas que é mais seguro abandonar uma delas e nunca usá-la.

Todas as moléculas experimentam atrações intermoleculares, embora em alguns casos essas atrações sejam muito fracas.

Mesmo em um gás como o hidrogênio, H₂, se você reduzir a velocidade das moléculas resfriando o gás, as atrações são grandes o suficiente para que as moléculas se unam eventualmente para formar um líquido e depois um sólido.

No caso do hidrogênio, as atrações são tão fracas que as moléculas precisam ser resfriadas a -252 ° C antes que as atrações sejam suficientes para condensar o hidrogênio como um líquido.

As atrações intermoleculares do hélio são ainda mais fracas – as moléculas não se unem para formar um líquido até que a temperatura caia para -269 ° C.

Fonte: www.khanacademy.org/chem.libretexts.org/chemistry.elmhurst.edu/courses.lumenlearning.com/chemed.chem.purdue.edu/www.wisegeek.org/byjus.com/www.chemguide.co.uk/chemistry.bd.psu.edu