30/03/2012

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INTERAES INTERMOLECULARESINTERAES INTERMOLECULARES

Prof. Andr Martins

Universidade Federal da BahiaInstituto de Qumica

Qumica Geral e InorgnicaLigaes inicas

Substncias inicas - retculo cristalinoNaCl, CaO, AlF3

Slidos a temperatura ambienteTemperatura de fuso e ebulio elevadas

Ligaes covalente(carter direcional)

Substncias molecularesC12H22O11, C2H6O

Conduo trmica e eltrica baixasPropriedades fsicas variadas em relao a temperatura

Slidos covalentes

Ligaes metlicasSubstncias metlicas

Hg(l)Alta condutividade

Foras de natureza eltrica;

Responsveis pelo desvio de comportamento ideal dos gases;

Uma molcula influencia o comportamento de outra molcula em sua proximidades;

Contato no reativo entre molculas...Influenciam:

Viscosidade

Solubilidade

Ponto de ebulio

Ponto de fuso

Fases condensadas

Soluto-solutoSolvente-solventeSoluto-solvente

Carga do on + Carga Parcial da Molcula

Ex: soluo aquosa de NaCl

||

Na2CO3.10H2O CuSO4.5H2O

As interaes on-dipolo so fortes para ons pequenos com carga elevada. Em

consequncia, os ctions pequenos com carga elevada formam, fequentemente,

compostos hidratadas

Foras dipolo-dipolo

Foras dipolo-dipolo induzido

Foras de London

Disperso

Massa molecular

Polarizabilidade

Eletronegatividade

Eletronegatividade

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Molculas constitudas por tomos diferentes;Eletronegatividade;

Polarizao da ligao;

Momento de dipolo eltrico;

Compostos polares

So mais fracas do que as foras entre ons e caem rapidamente com a distncia,especialmente nas fases lquidas e gs, em que as molculas esto em rotao.

Ex: H2O, NH3

Uma molcula com dipolo permanente...

Depende:

Momento de dipolo da primeira molcula;

Polarizabilidade da segunda molcula;

Ex: Soluo de O2 em H2O

Polarizabilidade de duas molculas;(alta superfcie de contato, distoro da nuvem eletrnica)

Uma molcula perturba a densidade eletrnica da outra, fazendo aparecer dipolosmomentneos que se orientam e originam uma fraca interao.

As flutuaes variam, mas cada novo arranjo de uma molcula induz um arranjo naoutra que mantm a atrao mtua.

Importantes em molculas apolaresAgem em todas as molculas

Significativas apenas quando as molculas esto prximas

Ex: I2, CH4, N2

Interaes de KeesonDipolo permanente

Interao de DebyeDipolo permanente-dipolo induzido

=

=

Interaes de LondonDipolo instntaneo-dipolo induzido (foras de disperso)

=

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"Desvio do comportamento"

Ligao de hidrognio 1919 M. L. Huggins1920 G. L. Lewis

Um tomo aceptor (A), que possua um par de eltrons noligado, pode interagir favoravelmente com um tomo

doador (D) que carrega um hidrognio cido.

Ligao de hidrognio:

A e D so eletronegativos;

O tomo de hidrognio fica com uma carga parcial bastante positiva (oucido), enquanto o outro tomo ficar com uma carga parcial negativa;

Alta polaridade da ligao H-D;

Baixo raio de H; proximidade das molculas;

A geometria de uma ligao de hidrognio pode ser descrita:

Distncia D-H;

Distncia A-H;

ngulo f entre D-H-A

Como determinar a ligao de hidrognio?!

Difrao de raios X no consegue determinar a posio dos tomos de hidrognio...

Determinada a partir da ligao D-A;

H ligao de hidrognio se a distncia entre os tomos D e A for menor que a soma dos raios de van der Waals;

Distncia de ligao D-H, 1,8 a 2,0 AD-A, 3,0 a 3,5 A

Fora de ligao Fortes 20 a 40 kcal/mol - ligao de hidrognioModeradas 5 a 15 kcal/molFracas 1 a 5 kcal/mol

Exemplos, propriedades determinadas...

gua

lcool

cido orgnico

Aminas

Protenas

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Tipo de fora Energia tpica (kJ/mol) Espcie

on-on 250 Somente ons

on-dipolo 15 ons e molculas polares

Dipolo-dipolo2

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Molculas polares estacionrias

Molculas polares em rotao

Dipolo-diplo induzido 2 Pelo menos uma molcula

London (disperso) 2 Todos os tipos de molculas

Ligao de hidrognio 20 Molculas com C, N, O e F

=

Quanto mais intensas as foras intermoleculares, mais alta a temperatura deebulio de uma substncia molecular

Quanto maior a rea da molcula, maior sua nuvem eletrnica, maior apossibilidade de polarizao

Te m p e r a t u r a d e e b u l i o

C H 4 H C l H 2 O- 1 6 2 C - 8 5 C 1 0 0 C

TE:

Slidos InicosNaCl, CaCl2

Energia reticularSubstncias MolecularesH2O, NH3, O2

Foras de Val de WaalsLigao de Hidrognio

MetaisFe, Co, Zn

Preenchimento da banda d

Slidos Covalentesdiamante, grafite, SiO2, Ge

Ligaes covalentes direcionais

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SUBSTNCIA INTERMOLECULARESSUBSTNCIA INTERMOLECULARES

se ligam por meio de

Interao de Vander Waals determinam Propriedades fsicas

tais como

TF e TE Solubilidade

Classificadas como

Interaes dipolo-dipolo

ocorre entre ocorre entre

Molculas polares

Ligaes de hidrognio

Molculas polares contendo H ligado a F, O ou N

Foras de disperso de London

classificadas como

Interaesdipoloinduzido-dipolo induzido

Interaesdipolo-dipoloinduzido

Exerccio

1) Defina polarizabilidade.

2) Relacione polarizabilidade com fora de ligao.

3) Relacione polarizabilidade com o tamanho da molcula.

4) Relacione as foras de Van der Waals com o estado fsico das substncias.

5) Como determinada a ligao de hidrognio?

6) Apresente os principais tipos de interaes qumicas envolvendo tomo, molculas e on e os relacione, qualitativamente, em termos de energia de ligao.

7) Atente para as frmulas moleculares das substncias: propano, etanol e buta-1-ol.

a) Indique o principal tipo de interao intermolecular presente em cada substncia

b) possvel prev a ordem crescente de suas TE? Justifique.