Explicamos o que são forças intermoleculares e como são classificadas. Além disso, quais são suas características gerais e alguns exemplos.
O que são forças intermoleculares?
O conjunto de forças é chamado de forças intermoleculares. forças atrativas e repulsivas que existem entre as moléculas da matéria devido, geralmente, à presença e distribuição de seus elétrons (polaridade).
Essas forças ocorrem na natureza e fazem parte dos elementos e processos envolvidos na ligação entre átomos e moléculas. para alcançar estruturas mais complexasque pode ocorrer através de vários tipos de processos, que por sua vez envolvem diferentes tipos de forças.
Assim, as forças intermoleculares ocorrem entre moléculas de natureza diferentedeterminando muitas das propriedades físicas da substância resultante, como seu estado de agregação, pontos de fusão e ebulição, solubilidade, densidade, etc.
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Importância das forças intermoleculares
As forças intermoleculares são forças fundamentais para construção de estruturas moleculares complexascomo os necessários para a vida ou para formar substâncias inorgânicas de vários tipos.
Além das forças intermoleculares muitas propriedades físicas dependem da substância resultante uma vez que determinam o quanto as menores partículas de uma substância são atraídas umas pelas outras.
O que é uma ligação química?
Uma ligação química é o processo no qual dois ou mais átomos se unem para formar um composto químico. Isso faz com que a estrutura resultante alcance uma estabilidade maior do que a dos átomos separadamente. Existem duas classificações de ligações químicas:
- ligações covalentes. São ligações químicas nas quais dois átomos compartilham elétrons de sua camada externa para formar um composto estável.
- não covalente. Consideradas “interações fracas” ou de menor energia, elas mantêm juntas moléculas, íons e partes de moléculas. Essas ligações são dadas por vários tipos de forças: ligações de hidrogênio, forças de Van der Waals ou dispersão de London.
Tipos de forças intermoleculares
Forças íon-íon
Se dan entre moléculas o átomos cargados eléctricamente (cátion se a carga for positiva, ânion se for negativa), de acordo com a regra fundamental de que íons com cargas iguais se repelem e com cargas diferentes se atraem.
Forças de íon-dipolo
são forças de atração entre um íon (um átomo carregado) e uma molécula polar. O dipolo (gerado na molécula polar) une o íon através de sua extremidade de carga oposta à do íon, com intensidade proporcional à carga do íon.
Muitos dipolos podem ser reunidos dessa maneira, se o íon for grande o suficiente. Estas são as forças que estão envolvidos na dissolução de saispor exemplo.
Forças de íon-dipolo induzidas
Muito semelhante ao caso do íon e da molécula polar, mas em vez da última, trata-se de uma molécula apolar na qual um dipolo é induzido pelo campo eletrostático do íonadquirindo polaridade instantânea, mas de baixa intensidade.
forças hidrofóbicas
É assim chamado as forças repulsivas que certas moléculas apresentam à águacomo é o caso de muitos lipídios.
Essas moléculas, no esforço de minimizar a superfície que interage com um meio aquoso, organizam-se para formar agregados supramoleculares.
Este tipo de construção molecular são essenciais para a vida já que em muitos casos permitem a construção de membranas biológicas.
ligações de hidrogênio
A ligação de hidrogênio ocorre quando um composto químico um átomo de hidrogênio se liga a um átomo fortemente eletronegativocomo nitrogênio, oxigênio ou flúor.
Isso deixa o hidrogênio com uma leve carga eletropositiva parcial, suficiente para interagir novamente com outros átomos eletronegativos (o mesmo N, O e F) de outra molécula, fazendo uma ponte ou ligação entre os dois.
Esses links serão mais forte quanto mais eletronegativo for o átomo hidrogênio ligado.
Forças de Van der Waals
Este nome refere-se a certas forças atrativas e/ou repulsivas entre moléculas que nada têm a ver com ligações intramoleculares (covalentes, iônicas, metálicas), mas sim com sua natureza eletromagnética ou polar em casos muito específicos. As forças de van der Waals são:
- forças dipolo-dipolo. Estas são forças entre dois dipolos permanentes, conhecidas como forças de Keesom. Essas interações ocorrem entre moléculas polares, que possuem um polo positivo (densidade de carga 𝛿+) e um negativo (densidade de carga 𝛿–), então o pólo positivo interage com o negativo. Para quebrá-los, é necessário introduzir mais energia do que seria necessário para separar moléculas apolares. A ligação de hidrogênio é frequentemente considerada um exemplo disso.
- Forças dipolo-dipolo induzidas. São forças que são geradas quando um dipolo induz um dipolo em uma molécula apolar, portanto são interações que ocorrem entre moléculas polares e apolares. Então esse dipolo induzido pode interagir com outro dipolo, como se fossem as forças de Keesom. Por esta razão, por exemplo, gases apolares (como o Cl) podem ser dissolvidos em solventes polares.
Forças de dispersão de Londres
Frequentemente considerada entre as forças de Van der Waals (e chamadas de forças dipolo induzidas por dipolo instantâneo), ocurren solo entre moléculas apolares que ao se aproximarem sofrem uma distorção em suas nuvens eletrônicas e reciprocamente produzem dipolos induzidos transitórios.
isso mais tarde permitirá que eles se unam, através de suas extremidades eletricamente opostascom uma força proporcional ao número de elétrons que apresentam e que se viram, portanto, distribuídos de outra forma.
Exemplos de compostos que possuem forças moleculares
- Membranas celulares. A bicamada lipídica que envolve nossas células funciona com base em forças hidrofóbicas, que organizam todos os lipídios da mesma maneira, com suas cabeças hidrofílicas voltadas para fora e seus corpos hidrofóbicos voltados para dentro da célula.
- fitas de DNA. A dupla hélice do DNA é mantida unida por pontes de hidrogênio que lhe conferem sua estrutura fixa usual.
- Enzimas. Eles reagem aos seus substratos, atraídos por uma força íon-íon que garante uma atração forte e permanente.
- dissolução de sais. Por exemplo, cloreto de sódio (NaCl) tem cargas elétricas de seus íons (Na+ y Cl–) que interagem com as densidades de carga elétrica do dipolo da água formando interações íon-dipolo.
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