Forças Inter e Intramoleculares

Você sabe porque as gotas de água são esféricas? E o que são forças inter e intramoleculares? Então venha estudar conosco e aumentar seus conhecimentos de Química para o Enem!

No nosso dia a dia convivemos com várias substâncias em diferentes estados físicos. Elas possuem pontos de fusão e de ebulição específicos, além de apresentarem solubilidade ou não. Essas diferenças de propriedades que ocorrem nas substâncias devem-se às diferentes interações e atrações que se estabelecem entre as suas moléculas, como as forças intermoleculares e intramoleculares.

Como você sabe, os átomos reagem entre si para se estabilizarem e formarem as moléculas. Mas moléculas também podem interagir entre si, formando diferentes estruturas. Há 2 forças que atuam no interior da molécula: forças intermoleculares e forças intramoleculares.

Forças Intermoleculares

As forças intermoleculares são exercidas entre as moléculas, e provocam estados físicos diferentes nos compostos químicos. Essa interação pode ser mais forte ou mais fraca, conforme a polaridade das moléculas. Há 3 tipos de forças intermoleculares:

a) Dipolo-induzido: ocorre entre moléculas apolares, onde não há atração elétrica entre essas moléculas. Geralmente permanecem sempre isoladas, pois em temperatura ambiente estão no estado gasoso. A molécula, mesmo sendo apolar, possui muitos elétrons, que se movimentam muito rápido.

Pode ocorrer, em certo instante, de uma molécula estar com mais elétrons de um lado do que do outro. Esta molécula estará momentaneamente polarizada, e, por indução elétrica, irá provocar a polarização de uma molécula vizinha (por isso o nome dipolo induzido), resultando em uma fraca atração entre elas. Esta atração também é conhecida como Força de London ou de Van der Waals. Exemplos: Cl2, H2.

b) Dipolo permanente ou dipolar: ocorre em moléculas polares, é menos intensa que as ligações de hidrogênio, e mais intensa que as do dipolo induzido. Na molécula polar, há um átomo mais eletropositivo e um átomo mais eletronegativo, formando cargas diferentes. Como exemplo temos: HCl; HBr.

c) Ligações de hidrogênio: ocorre entre 1 átomo de hidrogênio e 1 átomo mais eletronegativo, como o Flúor, Oxigênio e Nitrogênio. Acontece em moléculas polares podendo ser encontradas no estado sólido e líquido. É uma ligação muito forte, devido à alta eletropositividade do hidrogênio e a alta eletronegatividade do flúor, oxigênio e nitrogênio.

Uma consequência das ligações de hidrogênio que existem na água é a sua elevada tensão superficial. As moléculas que estão no interior do líquido atraem e são atraídas por todas as moléculas vizinhas, de modo que essas forças se equilibram. As moléculas da superfície só são atraídas pelas moléculas de baixo e dos lados. Assim, essas moléculas se atraem mais fortemente e criam uma película na superfície da água.

A tensão superficial explica alguns fenômenos, como por exemplo, o fato de os insetos caminharem sobre a água, e a forma esférica das gotas de água.

inseto andando na água forças intermoleculares
Imagem 1: Na imagem podemos observar um inseto aquático caminhando sobre a água. Isso é possível por conta da tensão superficial da água.

 

A força intermolecular também é responsável pela capilaridade. 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. A “subida” da água é a capilaridade.

As forças intermoleculares se relacionam com os estados físicos das substâncias, com o ponto de fusão, com o ponto de ebulição e com a solubilidade das substâncias.

O ponto de fusão indica a temperatura da passagem do estado sólido para o estado líquido. Já o ponto de ebulição indica a temperatura da passagem do estado líquido para o estado gasoso. Essa passagem está relacionada com a interação entre as moléculas das substância, pois o que diferencia um estado físico do outro é o nível de agregação entre suas moléculas.

Importante: assim, quanto mais intensa a força intermolecular, maiores os pontos de fusão e de ebulição. Quanto menos intensa a força intermolecular, menores os pontos de fusão e de ebulição. A ordem decrescente de ponto de fusão e de ebulição é:

ligação de hidrogênio > dipolo permanente > dipolo induzido

Vamos resolver dois exercício juntos para entender melhor as forças intermoleculares?
  • (FGV-SP) O conhecimento das estruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias como odor, sabor, coloração e solubilidade. As figuras apresentam as estruturas das moléculas de CO2, H2O, NH3, CH4, H2S e PH3.

exercício de forças intermoleculares

Quanto às forças intermoleculares, a molécula que forma ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) com a água é:

a) H2

b) CH4.

c) NH3.

d) PH3.

e) CO2

resolução: Alternativa “c”.

Para formar pontes de hidrogênio com a H2O, é necessário que a molécula possua átomos de hidrogênio ligados a elementos muito eletronegativos, como o flúor, oxigênio e o nitrogênio. A única molécula que satisfaz esse requisito é a amônia (NH3).

(UFC – adaptado) Uma pesquisa publicada na revista Nature (Ano: 2000, vol.405, pg. 681,) mostrou que a habilidade das lagartixas (víboras) em escalar superfícies lisas como uma parede, por exemplo, é resultado de interações intermoleculares. Admitindo que a parede é recoberta por um material apolar e encontra‐se seca, assinale a alternativa que classifica corretamente o tipo de interação que prevalece entre as lagartixas e a parede, respectivamente:

a) íon – íon.

b) íon – dipolo permanente.

c) dipolo induzido – dipolo induzido.

d) dipolo permanente – dipolo induzido.

e) dipolo permanente – dipolo permanente.

resolução: gab: c

As forças intermoleculares que atuam entre as patas da lagartixa e as superfícies por onde ela anda são forças do tipo dipolo induzido.

Isoladamente, as moléculas presentes tanto na pata da lagartixa quanto na parede não apresentam um dipolo, são apolares; mas, no momento em que se aproximam, as atrações ou repulsões eletrônicas entre seus elétrons e núcleos podem levar a uma deformação de suas nuvens eletrônicas, momentaneamente, originando pólos positivos e negativos temporários.

Esse dipolo formado em uma molécula induz a formação do dipolo em outra molécula vizinha e, por isso, elas se atraem, mantendo-se grudadas ou unidas.

Como as suas patas possuem milhões de cerdas com espessuras muito pequenas, há o aumento da área que fica em contato com a parede. Então as forças de Van der Waals produzem suficiente atração para segurar o peso da lagartixa.

Forças Intramoleculares

As forças intramoleculares são exercidas no interior das moléculas, e podem ser classificadas em:

  1. Ligação iônica: é uma ligação química muito forte. Produzida pela atração eletrostática entre íons de cargas diferentes (cátions e ânions).
  2. Ligação covalente: resulta na partilha de pares de elétrons entre 2 átomos de não-metais. A maior parte dos compostos covalentes têm pontos de ebulição e de fusão baixos; são pouco solúveis em água e dissolvem-se com facilidade em solventes apolares.
  3. Ligação metálica: resulta das forças exercidas no interior das moléculas de substâncias metálicas.

Curiosidade: as forças intramoleculares são mais fortes do que as intermoleculares.

Vamos assistir ao vídeo para continuar fixando o conteúdo?

Agora vamos testar nosso conhecimentos em mais alguns exercícios:

Enem (2011/ Questão 58/ prova branca) 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:

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

gab.: e

2) Vunesp-2003) Pode-se verificar que uma massa de água ocupa maior volume no estado sólido (gelo) do que no estado líquido. Isto pode ser explicado pela natureza dipolar das ligações entre os átomos de hidrogênio e oxigênio, pela geometria da molécula de água e pela rigidez dos cristais. As interações entre as moléculas de água são denominadas

a) forças de Van der Waals.

b) forças de dipolo induzido.

c) forças de dipolo permanente.

d) pontes de hidrogênio.

e) ligações covalentes.

gab.: d

3)  (PUC) As pontes de hidrogênio aparecem:

a) quando o hidrogênio está ligado a um elemento muito eletropositivo;

b) quando o hidrogênio está ligado a um elemento muito eletronegativo;

c) em todos os compostos hidrogenados;

d) somente em compostos inorgânicos;

e) somente nos ácidos de Arrhenius.

gab.:b

4) (UFC) As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas e químicas das moléculas, como, por exemplo, a temperatura de fusão. Considere as moléculas de F2, Cl2 e Br2.

a) Quais as principais forças intermoleculares presentes nessas espécies?

b) Ordene essas espécies em ordem crescente de temperatura de fusão.

resolução:

a) As moléculas de F2, Cl2 e Br2 são todas apolares. Portanto, as forças intermoleculares nelas presentes são interações de London, também chamadas de dipolo induzido ou forças de Van der Waals.

b) Como essas interações aumentam com o aumento do número de elétrons na molécula, a ordem crescente de interações é F2< Cl2 < Br2 , que, por sua vez, é a mesma ordem de temperatura de fusão.

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.