Forças intermoleculares 

Os sólidos iônicos estão unidos por causa da forte atração entre seus íons cátions e seus íons ânions. A maioria dos metais são sólidos a temperatura ambiente por causa da ligação metálica.As substâncias que tem ligações covalentes podem ser, em temperatura ambiente, sólida, liquida ou gasosa. Isto mostra que as interações entre estas moléculas podem ser maiores ou menores.

Existem três tipos de interações intermoleculares. Elas servem somente para as substâncias que possuem ligações covalentes. São elas:

☞ Pontes de Hidrogênio ou Ligações de Hidrogênio;

☞ Forças dipolo-dipolo, dipolo-permanente ou dipolar;

☞ Forças de London, Forças de Van der Waals ou dipolo-induzido.

● Pontes de Hidrogênio

Esta interação intermolecular pode ser chamada também de Ligações de Hidrogênio. É realizada sempre entre o hidrogênio e um átomo mais eletronegativo, como flúor, oxigênio e nitrogênio.

 
 É característico em moléculas polares. Podem ser encontrados no estado sólido e liquido. 
É a ligação mais forte de todas, devida à alta eletropositividade do hidrogênio e à alta eletronegatividade do flúor, oxigênio e nitrogênio. De um lado, um átomo muito positivo e do outro, um átomo muito negativo. Isto faz com que a atração entre estes átomos seja muito forte. Por isso, em geral são sólidos ou líquidos.

Exemplos:

H2O, HF, NH3

Uma conseqüência das pontes 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 tal modo que as essas forças se equilibram. Já as moléculas da superfície só são atraídas pelas moléculas de baixo e dos lados. Consequentemente, essas moléculas se atraem mais fortemente e criam uma película parecida com uma película elástica na superfície da água. Este fenômeno ocorre com todos os líquidos, mas com a água, acontece mais intensamente. A tensão superficial explica alguns fenômenos, como por exemplo, o fato de alguns insetos caminharem sobre a água e a forma esférica das gotas de água.

● Dipolo-dipolo

Esta interação intermolecular pode ser chamada também de dipolo-permanente ou dipolar.

Ocorre em polares. É menos intensa que as pontes de hidrogênio. 

Quando a molécula é polar, há de um lado um átomo mais eletropositivo e do outro, um átomo mais eletronegativo. 

Estabelece-se de modo que a extremidade negativa do dipolo de uma molécula se oriente na direção da extremidade positiva do dipolo de outra molécula. 

Assim: 

 

 

● Forças de London
Esta interação intermolecular pode ser chamada também de dipolo-induzido ou Forças de Van der Waals. 
É a interação mais fraca de todas e ocorre em moléculas apolares. Neste caso, não há atração elétrica entre estas moléculas. Deveriam permanecer sempre isolados e é o que realmente acontece porque, em temperatura ambiente, estão no estado gasoso. 

São cerca de dez vezes mais fracas que as ligações dipolo-dipolo. 

A molécula mesmo sendo apolar, possui muitos elétrons, que se movimentam rapidamente. Pode acontecer, em um dado momento, de uma molécula estar com mais elétrons de um lado do que do outro. Esta molécula estará, portanto, momentaneamente polarizada e por indução elétrica, ira provocar a polarização de uma molécula vizinha (dipolo induzido), resultando uma fraca atração entre ambas. Esta atração é a Força de London.

Exemplos: Cl2, CO2, H2

Quadros de resumo das propriedades físicas e tipos de ligação:

   

 Geralmente, usa-se a regra que semelhante dissolve semelhante. Isto quer dizer que solvente polar dissolve substância polar e que solvente apolar dissolve substância apolar. Mas nem sempre esta regra está correta. A água, por exemplo, é uma substância polar e pode dissolver o álcool etílico, que é apolar.

Ligação Covalente

A ligação covalente é um tipo de ligação química que ocorre com o compartilhamento de pares de elétrons entre átomos que podem ser o hidrogênio, ametais ou semimetais.

ligacao-covalente

Segundo a teoria do octeto, os átomos dos elementos ficam estáveis quando atingem a configuração eletrônica de um gás nobre, ou seja, quando eles possuem oito elétrons em sua camada de valência (camada mais externa) ou dois elétrons — no caso de possuírem somente a camada eletrônica K.

Assim, seguindo essa regra, os átomos dos elementos mencionados possuem a tendência de ganhar elétrons para alcançarem a estabilidade. Por exemplo, o hidrogênio no estado fundamental possui somente um elétron na sua camada eletrônica; assim, para ficar estável, ele precisar receber mais um elétron de outro átomo.

Se tivermos dois átomos de hidrogênio, ambos precisarão receber um elétron cada. Por isso, em vez de transferirem elétrons (como ocorre na ligação iônica), eles farão uma ligação covalente em que compartilharão um par de elétrons. Desse modo, ambos ficarão com dois elétrons, adquirindo a estabilidade:

Ligação covalente de formação do gás hidrogênio
Ligação covalente de formação do gás hidrogênio

Essa forma de representar as ligações químicas, em que os elétrons da camada de valência são colocados ao redor do símbolo do elemento como “pontinhos”, é chamada de fórmula eletrônica de Lewis. Nela, cada par de elétrons compartilhado em uma ligação covalente é representado por um “enlaçamento” entre os dois pontinhos.

Existe outra forma de representar as ligações covalentes, que é por meio da fórmula estrutural. Nessa fórmula, cada par compartilhado é representado por um traço:

Representação das ligações covalentes em fórmulas estruturais

Ligação Iônica

A ligação iônica é resultado da alteração entre íons de cargas elétricas contrárias (ânions e cátions).
Esta ligação acontece, geralmente, entre os metais e não-metais.

Metais – 1 a 3 elétrons na última camada; tendência a perder elétrons e formar cátions. Elementos mais eletropositivos ou menos eletronegativos.
Não-Metais – 5 a 7 elétrons na última camada; tendência a ganhar elétrons e formar ânions. Elementos mais eletronegativos ou menos eletropositivos.

Então:

METAL + NÃO-METAL →  LIGAÇÃO IÔNICA

Exemplo: Na e Cl
Na (Z = 11)   K = 2  L = 8  M = 1
Cl (Z = 17)    K = 2  L = 8  M = 7

O Na quer doar 1 é          →     Na+ (cátion)
O Cl quer receber 1 é      →     Cl –  (ânion)

O cloro quer receber 7é na última camada. Para ficar com 8é (igual aos gases nobres) precisa de 1é.

Na+          Cl       →         NaCl

cátion       ânion             cloreto de sódio

As ligações iônicas formam compostos iônicos que são constituídos de cátions e ânions. Tais compostos iônicos formam-se de acordo com a capacidade de cada átomo de ganhar ou perder elétrons. Essa capacidade é a valência.

ligquim1

Matérias para o Vestibular

✩ Ligações químicas: tipos de ligações químicas interatômicas (iônica, covalente e metálica) e entre quais tipos de elementos químicos elas ocorrem.

✩ Forças intermoleculares: identificar as ligações intermoleculares e estabelecer sua relação com as propriedades físicas (ponto de ebulição e solubilidade), para compostos orgânicos e inorgânicos.

✩ Química orgânica: reconhecimento das funções orgânicas, nomenclatura e características. O fenômeno de isomeria plana e espacial. Reações de adição, substituição, oxidação, esterificação, saponificação, transesterificação (biodiesel) e polimerização.

✩ Eletroquímica: relações entre as reações químicas e a corrente elétrica. Pilhas e cálculos de força eletromotriz. Eletrólise ígnea e aquosa. Quantidade de matéria envolvida nestes processos.

✩ Termoquímica: relações entre as reações químicas e a quantidade de calor. Reações exotérmicas e endotérmicas. Quantidade de matéria envolvida nestes processos. Relacionar a eficiência energética dos combustíveis, e a emissão de gases estufa.

✩ Funções inorgânicas: reconhecimento das funções inorgânicas, nomenclatura e características. Chuva ácida e efeito estufa: Reações entre determinados óxidos ácidos e a água da chuva ocasionando a chuva ácida. Consequências deste fenômeno. Aumento do efeito estufa causado pelo aumento das emissões de dióxido de carbono, devido à queima de combustíveis fósseis.

✩ Equilíbrio químico: reversibilidade de reações químicas, constante de equilíbrio, equilíbrios moleculares e iônicos (principalmente pH e pOH), e deslocamento de equilíbrio.

✩ Soluções: curvas de solubilidade, coeficiente de solubilidade, concentração molar, molaridade de íons, concentração comum, relação entre as unidades de concentração, ppm e porcentagem em massa. Mistura de soluções com solutos diferentes também costuma cair, principalmente reações de neutralização completa entre ácidos e bases.

✩ Cálculos estequiométricos: cálculos químicos entre os componentes de uma reação baseados em grandezas como quantidade de matéria, massa e volume. Cálculos envolvendo excesso de reagentes, pureza e rendimento.

✩ Propriedades coligativas: fenômenos causados pela adição de solutos em determinados solventes (aumento da temperatura de ebulição e redução da temperatura de congelamento).