Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Ligações de Dipolo Permanentes
Forças de van der Waals existirão entre moléculas polares adjacentes. As energias de ligação
associadas são significativamente maiores do que para ligações envolvendo dipolos induzidos.
O tipo de ligação secundária mais forte, a ligação de hidrogênio, é um caso especial de
ligação por molécula polar. Ele ocorre entre moléculas nas quais hidrogênio é covalentemente ligado
ao fluor (como em HF), oxigênio (como em H 2 O),e nitrogênuio (como em NH 3 ). Para cada ligação
H-F, H-O, ou H-N, o elétron único do hidrogênio é compartilhado com o outro átomo. Assim a
extremidade de hidrogênio da ligação é essencialmente um próton nu positivamente carregado, que
não se encontra envolto por quaisquer elétrons. Esta extremidade altamente carregada positivamente
de uma molécula é capaz de uma força atrativa forte com a extremidade negativa de uma molécula
adjacente, como demonstrado na Figura 2.15 para HF. Em essência, este próton solitário forma
uma ponte entre 2 átomos negativamente carregados. A magnitude da ligação de hidrogênio é
geralmente maior do que aquela para outros tipos de ligações secundárias e pode ser tão alta
quanto 51 kJ/mol (0,52 eV/molécula) como mostrado na Tabela 2.3. Temperaturas de fusão e de
ebulição para fluoreto de hidrogênio e água são anormalmente altos à luz de seus pesos moleculares
baixos, como uma consequência da ligação de hidrogênio.
Figura 2.15 - Representação esquemática de ligação de hidrogênio em fluoreto de hidrogênio (HF)
2.8 - MOLÉCULAS
Na conclusão deste capítulo, tomemos um momento para discutir o conceito de uma molécula em
termos de materiais sólidos. Uma molécula pode ser definida como um grupo de átomos que estão
ligados entre si por fortes ligações primárias. Dentro deste contexto, todo o conjunto das amostras
sólidas ligadas ionicamente ou metalicamente pode ser considerado como uma molécula simples.
Entretanto, isto não é o caso pra muitas substâncias nas quais ligações covalentes predominam;
estas incluem moléculas elementares (F 2 , O 2 , H 2 , etc..), bem como uma hoste de compostos (H 2 O,
CO 2 , HNO 3 , C 6 H 6 , CH 4 , etc.). Nos estados condensados líquido e sólido, ligações entre moléculas
são ligações secundárias fracas. Consequentemente, materiais moleculares têm relativamente baixas
temperaturas de fusão e de ebulção. Muitos daqueles que têm moléculas pequenas constituídas de
uns poucos átomos são gases em temperaturas e pressões ordinárias ou ambientes. Por outro lado,
muitos dos modernos polímeros,sendo materiais moleculares compostos por moléculas
extremamente grandes, existem como sólidos; algumas de suas propriedades são fortemente
dependentes da presença das ligações secund'rias de van der Waals ou de hidrogênio.
SUMÁRIO
Este capítulo começou com uma visão global dos fundamentos de estrutura atômica, apresentando
os modelos de Bohr e da mecânica ondulatória de elétrons em átomos. Enquanto o modelo de Boh
supõe que os elétrons são partículas orbitando ao redor do núcleo em trajetórias discretas, na
mecânica ondulatória nós os consideramos como de natureza ondulatória e tratamos a posição de