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Ligaã§ã£o intermolecular

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  • 1. QUÍMICA GERAL LIGAÇÕES INTERMOLECULARES Professor Augusto Sérgio Colégio ISBA
  • 2. Índice
  • 3. Estas respostas você encontrará no estudo das ... • Na ebulição da água ocorre quebra das ligações interatômicas ou intermoleculares? • Por que os insetos planam na água? • Por que o gelo flutua na água? • O que o uso cremes hidratantes tem a ver com as ligações intermoleculares? 3 Questões Chaves
  • 4. 4 Vocês sabem o que faz as moléculas ficarem mais unidas no estado sólido que no estado líquido ou gasoso?
  • 5. 5 Tipos de Ligações Intermoleculares Ligações ou Pontes de Hidrogênio Dipolo – dipolo permanente Dipolo instantâneo – dipolo induzido ou ligações de Van der Waals
  • 6. Qual é o tipo de interação que existe entre as moléculas de água?
  • 7. 7 Ligação ou ponte de hidrogênio
  • 8. 8 Que tipo de interação é quebrada durante a ebulição da água? Ligações de Hidrogênio
  • 9. 9 Durante a ebulição não são rompidas ligações interatômicas As moléculas apenas escapam do líquido devido ao rompimento das ligações de hidrogênio
  • 10. Ligação de Hidrogênio ou Ponte de Hidrogênio 10 A ligação de hidrogênio ocorre quando a molécula é polar e possui H ligado a elemento muito eletronegativo ( F, O, N), de forma que o hidrogênio de uma molécula estabelece uma ligação com o átomo muito eletronegativo de outra molécula.
  • 11. Ligação de Hidrogênio 11 δ+ δ- δ+ δ--- -- -- -- -- -- H FON H FON Molécula Molécula Ligação de Hidrogênio
  • 12. Vejam os Exemplos 12 H2O HF NH3 Sacarose CH3CH2OH Etanol
  • 13. Por que a densidade da água é menor no estado sólido? As pontes de hidrogênio deixam muitos espaços vazios entre as moléculas de água no estado sólido, provocando o aumento de seu volume e consequentemente a diminuição da densidade. Lembre-se: d=m/v
  • 14. ÁGUA, MEIO AMBIENTE E TECNOLOGIA A água dos rios, lagos, mares e oceanos ocupa mais de 70% da superfície do planeta. Pela absorção de energia na forma de calor, principalmente a proveniente do sol, parte dessa água evapora, sobe, condensa-se e forma as nuvens, retornando à terra através de chuva ou neve. A água, por ser absorvida pelo solo, chega às plantas que, através da transpiração e respiração, passam-na para a atmosfera. Também os animais contribuem para a circulação da água no ambiente, pois ao ingerirem água, devolvem-na pela respiração e excreção. De forma menos visível, a água ocorre ainda, em grande quantidade, no citoplasma das células e nos demais fluidos biológicos onde regula a temperatura e atua como solvente universal nas reações químicas e biológicas. Por estar a água relacionada à maioria das ações que ocorrem na natureza, é ela também a responsável, muitas vezes, por problemas ambientais. Os processos tecnológicos de geração de energia são fontes importantes de impactos ambientais. A queima de combustíveis derivados de petróleo, como a gasolina e o óleo diesel, lança, na atmosfera, grandes quantidades de dióxido de carbono, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. É, pois, relevante que nos interessemos pela água que, paradoxalmente, é fonte de vida e veículo de poluição.
  • 15. 15 (Ufsm 2004) Ao contrário da maioria das substâncias, a densidade da água diminui à pressão constante, quando ela se congela, sendo bastante familiar a imagem de cubos de gelo flutuando em água. Analise as afirmativas: I - Há aumento de volume quando o gelo se forma. II - A estrutura menos densa ocorre devido à formação de pontes de hidrogênio. III - As pontes de hidrogênio são consequência das interações de dipolo induzido do oxigênio e dipolo permanente do hidrogênio. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III.
  • 16. Ponte de Hidrogênio nas moléculas Fluoreto de Hidrogênio 16 H F H F
  • 17. Ponte de Hidrogênio nas moléculas Fluoreto de Hidrogênio 17 N H H H N H H H
  • 18. Qual o mecanismo de ação dos hidratantes e nossa pele? A QUÍMICA NO CONTEXTO
  • 19. H2C CH CH2 OH OH OH O H H O H H GLICERINA ( Composição dos hidratantes) PONTES DE HIDROGÊNIO
  • 20. Veja agora uma questão do ENEM envolvendo este assunto
  • 21. (Enem 2011) 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: Disponível em: http://www.brasilescola.com. Acesso em: 23 abr. 2010 (adaptado). 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. 2 2 2 2 2 2n HO CH CH O CH CH O CH CH O H polietilenoglicol
  • 22. Ligação Dipolo – Dipolo ou Dipolo – Dipolo Permanente 22 A ligação Dipolo – Dipolo Permanente ocorre em moléculas polares, de modo que o polo negativo de uma molécula atrai o polo positivo da outra molécula.
  • 23. Observe o exemplo 23 Ligação Dipolo – Dipolo Outros exemplos: HBr, HI, H2S, H2Se, CO, SO2
  • 24. Dipolo Instantâneo – Dipolo – Induzido ou Forças de Van der Waals 24 A ligação Dipolo Instantâneo – Dipolo – Induzido ocorre entre moléculas Apolares ou entre átomos de gases nobres, quando por um motivo qualquer ocorre uma assimetria na nuvem eletrônica gerando um dipolo que induz as demais moléculas ou átomos a também formarem dipolos.
  • 25. Exemplos 25 H2, O2, N2, CO2, CH4, He, Ne, Ar
  • 26. 26 Molécula Polar Tem H diretamente ligado a FON Não tem H diretamente ligado a FON Apolar Ligações de Hidrogênio Dipolo permanente – Dipolo permanente Dipolo instantâneo – Dipolo induzido Resumo das Forças Intermoleculares
  • 27. 27 (Udesc 2012) As principais forças intermoleculares presentes na mistura de cloreto de sódio em água; na substância acetona e na mistura de etanol em água são, respectivamente: a) dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. b) dipolo-dipolo; íon-dipolo; ligação de hidrogênio. c) ligação de hidrogênio; íon-dipolo; dipolo-dipolo. d) íon-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. e) íon-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo.
  • 28. Reposta:[D] NaCl em água. Os íons provenientes da dissociação do sal interagem com dipolos permanentes presentes em moléculas de água. Portanto, temos a interação íon-dipolo. Acetona em água. A acetona é uma molécula polar, que interage com moléculas de água por meio de forças dipolo- dipolo. Etanol em água. Devido à presença do grupo hidroxila, tanto na água quanto no etanol. Observa-se o predomínio de ligações de hidrogênio intermoleculares.
  • 29. Força relativa das Interações Intermoleculares 29 Dipolo Instantâneo – Dipolo – Induzido ou Forças de Van der Waals Dipolo – Dipolo Permanente ou Dipolo - Dipolo Ligação de Hidrogênio ou Ponte de Hidrogênio < <
  • 30. Forças Intermoleculares e Ponto de Ebulição 30 Quanto mais forte a atração entre as moléculas Maior a quantidade de energia necessária para separá-las Maior a temperatura de ebulição
  • 31. 31 Dois fatores influem na TE A)Tipo de Força Intermolecular: Quanto mais intensas as atrações intermoleculares, maior a sua TE. B) O tamanho ou Massa Molecular: Para substâncias que apresentam o mesmo tipo de ligação intermolecular, quanto maior o tamanho ou massa molecular, maior a sua TE.
  • 32. 32 Observe que as moléculas de H2O( VIA) e de HF( VIIA), possuem maior PE, pois apresentam ponte de hidrogênio. O Aumento do PE das outras substâncias é devido ao aumento tamanho ou da massa molecular. Ligações Intermoleculares e Pontos de Ebulução
  • 33. Influência das Ligações Intermoleculares nos Pontos de Ebulução 33 Por que o Ponto de ebulição da água é anormalmente maior, quando comparado aos outro hidretos da Família VIA? Hidreto Massa Molecular TE (oC) H2O 18 100 H2S 34 -60 H2Se 81 -42 H2Te 130 -2
  • 34. Influência das Ligações Intermoleculares nos Pontos de Ebulição 34 Como você explica o aumento do PE dos demais hidretos ( H2S, H2Se, H2Te) ? Hidreto Massa Molecular TE (oC) H2O 18 100 H2S 34 -60 H2Se 81 -42 H2Te 130 -2
  • 35. (UFBA/2005) O que mantém as moléculas unidas nos estados sólido e líquido são as ligações ou interações intermoleculares. A intensidade dessas interações, bem como o tamanho das moléculas são fatores determinantes do ponto de ebulição das substâncias moleculares. (PERUZZO; CANTO, 2002, p.454-455). Substância Ponto de ebulição ( 0oC), a 1 atm Momento dipolar da molécula (D)* Cl2 - 34 0 I2 184 0 HF 20 1,98 HI -36 0,38 Considerando as informações do texto e os dados da tabela, identifique as interações intermoleculares que ocorrem nos halógenos (Cl2 e I2) e nos haletos de hidrogênio (HF e HI), na fase líquida, relacionando-as com os diferentes pontos de ebulição entre esses halógenos e entre esses haletos de hidrogênio.
  • 36. RESOLUÇÃO De acordo com os dados da tabela, as moléculas de Cl2 e I2, são apolares, pois apresentam momento dipolo igual a zero. As forças intermoleculares entre essas moléculas são dipolo intantâneo – dipolo induzido, logo, o maior ponto de ebulição do I2 em relação ao Cl2, é que o primeiro apresenta maior tamanho(massa molecular). Já no caso dos haletos de hidrogênio o fator responsável pelo maior ponto de ebulição do HF(1,98D) é a sua maior polaridade em relação ao HI( 0,38D), conforme indicado pelos valores de momento dipolo na tabela. Esta maior polaridade da molécula de HF, implica numa maior força de atração entre suas moléculas, justificando portanto o seu maior PE em relação ao HI. Quanto as ligações intermoleculares o HF apresenta ligações ou ponte de hidrogênio e as moléculas de HI intergem por dipolo – dipolo.
  • 37. 37 Fonte: Química Geral – Volume Único, Usberco e Salvador, pg. 122