Forças intra e intermoleculares: o que são, tipos e características

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 duas forças que atuam no interior da molécula: forças intermoleculares e forças intramoleculares.

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.

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.

Resumo sobre Interações Intermoleculares

Veja com a professora de química Larissa Campos uma introdução básica sobre o que acontece nos pontos de Fusão e de Ebulição dos Compostos Orgânicos. Tem tudo a ver com as forças Intermoleculares.

Os tipos de forças intermoleculares:

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.

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.

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.

Capilaridade

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.

Forças intermoleculares, ponto de fusão, ebulição e solubilidade

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

Exercícios resolvidos

• (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.

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: gabarito 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.

Videoaula

Simulado de forças intermoleculares

Agora vamos testar nosso conhecimentos em mais alguns exercícios:

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1. Respondido
2. Revisão

1. Pergunta 1 de 10

   1. Pergunta

   (UECE/2016)

   Em 1960, o cientista alemão Uwe Hiller sugeriu que a habilidade das lagartixas de caminhar nas paredes e no teto era por conta de forças de atração e repulsão entre moléculas das patas da lagartixa e as “moléculas” da parede, as chamadas forças de Van der Waals. Esta hipótese foi confirmada em 2002 por uma equipe de pesquisadores de Universidades da Califórnia. Sobre as Forças de Van de Waals, assinale a afirmação verdadeira.

   • Estão presentes nas ligações intermoleculares de sólidos, líquidos e gases.
   • Só estão presentes nas ligações de hidrogênio.
   • Também estão presentes em algumas ligações interatômicas.
   • São forças fracamente atrativas presentes em algumas substâncias como o neônio, o cloro e o bromo.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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2. Pergunta 2 de 10

   2. Pergunta

   (UFPR/2018)

   Os mexilhões aderem fortemente às rochas através de uma matriz de placas adesivas que são secretadas pela depressão distal localizada na parte inferior do seu pé. Essas placas adesivas são ricas em proteínas, as quais possuem em abundância o aminoácido LDopa. Esse aminoácido possui, em sua cadeia lateral, um grupo catechol (dihidroxibenzeno), que tem papel essencial na adesão do mexilhão à superfície rochosa. A figura ilustra um esquema da placa adesiva do mexilhão e um esquema da principal interação entre o grupo catechol e a superfície do óxido de titânio, que representa uma superfície rochosa.

   
   Fonte: Maier, G.P., Butler, A. J. Biol. Inorg.
   Chem., 22 (2017) 739 (Adaptado).

   A adesão do mexilhão à rocha deve-se principalmente à interação intermolecular do tipo:

   • ligação de hidrogênio.
   • interação íon-dipolo.
   • dispersão de London.
   • interação eletrostática.
   • dipolo permanente-dipolo induzido.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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3. Pergunta 3 de 10

   3. Pergunta

   (Faculdade Santo Agostinho BA/2018)

   Considerando as fórmulas das substâncias I – BaCl₂, II – H₂, III – CO, IV – HF e as interações intermoleculares, apresenta maior ponto de ebulição a substância

   • II.
   • IV.
   • III.
   • I.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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4. Pergunta 4 de 10

   4. Pergunta

   (UNCISAL/2017)

   As propriedades químicas das substâncias são explicadas em boa parte pelas interações entre as moléculas. As interações intermoleculares levam à formação de dipolos, ligações de hidrogênio, interações mais fracas que atuam à distância do tipo Van der Waals, interações do tipo dipolo-dipolo, entre outras. Tais interações geralmente explicam o comportamento químico e físico de muitas substâncias. Observando os compostos de nitrogênio, oxigênio e flúor formados com o hidrogênio, verificamos que a amônia (NH₃) é um gás, a água (H₂O) é líquida e o ácido fluorídrico (HF) é um gás em condições ambiente; já observando os compostos que os elementos do grupo do oxigênio formam com o hidrogênio, verifica-se também um comportamento anômalo da água, uma vez que o ácido sulfídrico (H₂S) é um gás. Analisando a estrutura da água e dos demais compostos, é correto afirmar que

   • as moléculas do ácido fluorídrico não apresentam ligações de hidrogênio e isso faz com que essa substância apresente-se como um gás em condições ambiente.
   • as moléculas de amônia não exibem ligações de hidrogênio, mas, como os hidrogênios estão em maior número nessa molécula, esse composto é um gás em condições ambiente.
   • as moléculas de ácido sulfídrico apresentam ligações de hidrogênio; contudo, muito mais fracas que as que ocorrem na água, o que faz com que, em condições normais, seja um gás.
   • as moléculas de água são líquidas, pois sua massa molar relativa é mais alta do que dos outros compostos; além disso, ela é a mais polar de todas as moléculas fazendo com que seja líquida e não gasosa.
   • as moléculas de água apresentam dois hidrogênios que podem ligar-se a átomos de oxigênio de outras duas moléculas, fato que garante esse comportamento anômalo para a molécula de água em condições ambiente.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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5. Pergunta 5 de 10

   5. Pergunta

   (UFRGS RS/2015)

   Os modelos de forças intermoleculares são utilizados para explicar diferentes fenômenos relacionados às propriedades das substâncias.
   Considere esses modelos para analisar as afirmações abaixo.

   I. As diferenças de intensidade das interações intermoleculares entre as moléculas da superfície de um líquido e as que atuam em seu interior originam a tensão superficial do líquido, responsável pelo arredondamento das gotas líquidas.
   II. A pressão de vapor da água diminui, ao dissolver um soluto em água pura, pois é alterado o tipo de interação intermolecular entre as moléculas de água.
   III. A grande solubilidade da sacarose em água deve-se ao estabelecimento de interações do tipo ligação de hidrogênio entre os grupos hidroxila da sacarose e as moléculas de água.

   Quais estão corretas?

   • Apenas I.
   • Apenas II.
   • Apenas III.
   • Apenas I e III.
   • I, II e III.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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6. Pergunta 6 de 10

   6. Pergunta

   (UNITAU SP/2014)

   Na coluna da esquerda da tabela abaixo estão descritas algumas substâncias e seus estados físicos. A coluna da direita contém tipos de ligação entre átomos, íons ou moléculas.
   Assinale a alternativa que apresenta as associações CORRETAS:

   

   • 1-B; 2-E; 3-A; 4-B; 5-D; 6-A; 7-B.
   • 1-D; 2-B; 3-E; 4-A; 5-B; 6-B; 7-C.
   • 1-B; 2-E; 3-C; 4-E; 5-D; 6-E; 7-B.
   • 1-C; 2-D; 3-B; 4-D; 5-A; 6-C; 7-E.
   • 1-B; 2-E; 3-D; 4-C; 5-E; 6-E; 7-B.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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7. Pergunta 7 de 10

   7. Pergunta

   (FAMECA SP/2012)

   Ligações intermoleculares conhecidas como ligações de hidrogênio ocorrem, por exemplo, entre

   • íons Na⁺ e HCO₃^- no bicarbonato de sódio.
   • moléculas HF no fluoreto de hidrogênio líquido.
   • átomos H e Cl no cloreto de hidrogênio gasoso.
   • moléculas CH₄ no metano gasoso.
   • átomos H no hidrogênio gasoso.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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8. Pergunta 8 de 10

   8. Pergunta

   (UDESC SC/2012)

   As principais forças intermoleculares presentes na mistura de NaC em água; na substância acetona(CH₃COCH₃) e na mistura de etanol (CH₃CH₂OH) em água são, respectivamente:

   • dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio.
   • dipolo-dipolo; íon-dipolo; ligação de hidrogênio.
   • ligação de hidrogênio; íon-dipolo; dipolo-dipolo.
   • íon-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio.
   • íon-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo.
   Correto
   

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9. Pergunta 9 de 10

   9. Pergunta

   (UFPA/2007)

   Os insetos mostrados na figura não afundam na água devido ao (a)

   

   • presença de pontes de hidrogênio, em função da elevada polaridade da molécula de água.
   • fato de os insetos apresentarem uma densidade menor que a da água.
   • elevada intensidade das forças de dispersão de London, em conseqüência da polaridade das moléculas de água.
   • interação íon – dipolo permanente, originada pela presença de substâncias iônicas dissolvidas na água.
   • imiscibilidade entre a substância orgânica que recobre as patas dos insetos e a água.
   Correto
   

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   Incorreto
   

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10. Pergunta 10 de 10

    10. Pergunta

    (UFU MG/2007)

    As substâncias SO₂, NH₃, HCl e Br₂ apresentam as seguintes interações intermoleculares, respectivamente:

    • dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio, dipolo-dipolo e dipolo induzido-dipolo induzido.
    • dipolo instantâneo-dipolo induzido, dipolodipolo, ligação de hidrogênio, dipolodipolo.
    • dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio, ligação de hidrogênio e dipolo-dipolo
    • forças de London, dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio e dipolo induzido-dipolo induzido.
    Correto
    

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