11 – FORÇAS INTERMOLECULARES E PROPRIEDADES FÍSICAS

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11 – FORÇAS INTERMOLECULARES E PROPRIEDADES FÍSICAS
I - Introdução
Como estudamos em capítulos anteriores, os estados físicos da matéria se
diferenciam pela distância existente entre as moléculas que compõem o material. Observe
as figuras a seguir:
Sendo assim pode-se dizer que a alteração da fase de agregação (sólido-líquido-
gasoso), está associada à força de atração que existe entre as moléculas desses
materiais. Quanto maior a força atrativa entre as moléculas, maior será a energia utilizada
para separarmos essas moléculas, como conseqüência teremos valores elevados de
pontos de fusão e pontos de ebulição. Lembrando que ponto de fusão é a temperatura na
qual uma dada substância altera seu estado físico de sólido para líquido e o ponto de
ebulição seria a temperatura na qual uma dada substância altera seu estado físico de
líquido para sólido.
A atração que existe entre as moléculas de um dado material é denominada Forças
Intermoleculares ou Ligações Intermoleculares, sendo estas caracterizadas de acordo
com a polaridade de cada molécula estudada.
II – Tipos de Forças Intermoleculares
1 - FORÇAS DE VAN DER WAALS OU FORÇAS DE LONDON OU DIPOLO INDUZIDO
- DIPOLO INDUZIDO.

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Também conhecida como forças de dispersão, 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. São de intensidade muito fraca.
Ex.: H2; N2; O2; CO2; BF3; CH4; He; Ne; etc.
2 - FORÇAS DO TIPO DIPOLO PERMANENTE - DIPOLO PERMANENTE.
Ocorrem em moléculas polares, de modo que a extremidade negativa do dipolo de
uma molécula se aproxime da extremidade positiva do dipolo de outra molécula. São mais
fortes que as forças de dipolo instantâneo. Ex.: HCl; H2S; PH3; etc.
3 - PONTES DE HIDROGÊNIO.
Forças de natureza elétrica do tipo dipolo permanente - dipolo permanente, porém
bem mais intensas. O corre quando a molécula é polar e possui H ligado a elemento
muito eletronegativo e de pequeno raio (F, O, N), de modo que o hidrogênio de uma
molécula estabelece uma ligação com o átomo muito eletronegativo de outra molécula.
Ex.: H2O; HF; NH3; etc.
�Efetuam pontes de hidrogênio ou ligações de hidrogênio.

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Observe alguns exemplos:
Pontes de Hidrogênio da água Pontes de Hidrogênio da amônia
Pontes de Hidrogênio do fluoreto de hidrogênio.
III – Implicações das Forças Intermoleculares.
As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas dos
compostos, como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade (missibilidade), tensão
superficial, etc.
1 – Solubilidade.
A solubilidade está diretamente ligada a polaridade molecular, podendo ser
embasada na semelhança de polaridade entre as moléculas. Uma molécula polar dissolve
outra polar, uma molécula apolar dissolve outra molécula apolar, esse fenômeno é
conhecido como Regra da Semelhança. Ex.: água dissolve sal de cozinha (polar-polar),
gasolina dissolve graxa (apolar-apolar).
2 – Ponto de fusão e Ebulição.
Basicamente dois fatores, massa molecular e forças intermoleculares, influenciam
nessas propriedades físicas das substâncias moleculares. Tanto o ponto de fusão como o
ponto de ebulição tendem a crescer com o aumento da massa molecular e das forças
intermoleculares.

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Em algumas circunstâncias a força intermolecular sobrepuja a massa molecular,
sendo que as comparações efetuadas nos diversos testes de vestibulares, associam
moléculas de massa molecular semelhante. Para essa situação temos:
IMPORTANTE
1 - Os compostos iônicos são os compostos mais polares da natureza, portanto seus
valores de ponto de fusão e ebulição são muito superiores aos dos compostos
moleculares.
2 - Na verdade as forças intermoleculares atuam em conjunto, e a interação entre as
moléculas é dada pela soma dos diversos tipos de forças intermoleculares atuantes. Por
exemplo, na amônia a principal força de interação molecular são as pontes de
hidrogênio, embora também haja interações do tipo dipolo permanente. Pra moléculas
que interagem por dipolo permanente existem também interações do tipo forças de
dipolo induzido.
Curiosidade:
Sabe-se que o gelo bóia sobre a água líquida. Isto porque a densidade do estado sólido,
na água, é menor do que no estado líquido. As ligações hidrogênio, no estado sólido,
conferem à água uma organização reticular quase cristalina, com um maior espaço entre
as moléculas, ou seja, uma menor densidade. A maioria das outras substâncias tem um
maior grau de compactação, uma maior densidade no estado sólido.

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PROPOSIÇÕES DE ATIVIDADES
01. (Unicamp-SP) Considere três substâncias CH4, NH3 e H2O e três temperaturas de
ebulição: 373K, 112K e 240K. Levando-se em conta a estrutura e a polaridade das
moléculas destas substâncias, pede-se:
a) Correlacionar as temperaturas de ebulição às substâncias.
b) Justificar a correlação que você estabeleceu.
Resposta:
a) PE (CH4) = 112K PE (NH3) = 240K PE (H2O) = 373K
b) CH4 � Forças de Van der Waals portanto, PE baixo
H2O e NH3 - massas moleculares próximas – H2O possui maior polaridade portanto, PE
(H2O) > PE(NH3)
02. (Fuvest-SP) Uma das propriedades que determina maior ou menor concentração de
uma vitamina na urina é a sua solubilidade em água.
a) Qual dessas vitaminas é mais facilmente eliminada na urina? Justifique.
b) Dê uma justificativa para o ponto de fusão da vitamina C ser superior ao da vitamina A.

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Resposta:
a) A vitamina C, maior quantidade de grupos (-OH)
b) Maior quantidade de pontes de hidrogênio
03. (Fuvest-SP) Explique usando termos químicos adequados por que:
a) gasolina pode ser usada para limpar peças, de automóveis por exemplo, sujas de
graxa.
b) bicarbonato de sódio pode ser usado para aliviar "queimaduras" recentes provocadas
por ácidos.
Resposta:
a) Gasolina é composta de hidrocarbonetos apolares que dissolvem os componentes
apolares de graxas e óleos.
b) O bicarbonato de sódio neutraliza ácidos.
04. (UFU) Muitas propriedades físicas das substâncias, entre elas a solubilidade, podem
ser explicadas a partir da polaridade de suas moléculas. Sabendo-se que "semelhante
dissolve semelhante", considere as substâncias amônia(NH3), água(H2O), e metano(CH4)
e responda:
a) qual a polaridade dessas moléculas? Justifique sua resposta com base na geometria
molecular.
b) qual substância será mais solúvel em água com base nos dipolos criados? Justifique
sua resposta.
Respostas:

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a) Amônia: Geometria piramidal, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é diferente
de zero. A molécula é polar.
Água: Geometria angular, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é diferente de zero.
A molécula é polar.
Metano: Geometria tetraédrica, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é igual a zero.
A molécula é apolar.
b) A substância mais solúvel em água será a amônia, pois, é polar (o vetor resultante
momento dipolo elétrico é diferente de zero) e semelhante à água.
05. (UFSM) 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 conseqüência 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.
Resposta: letra D
06. (UFRRJ) Considere a seguinte tabela:

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Qual ou quais fatores justificam as diferenças de constantes físicas observadas neste
grupo de compostos?
Resposta:
Os compostos N2 e CF4 são apolares e apresentam interações de Van de Waals ou
dipolo induzido em seus estados líquido e sólido. Estas interações são mais fracas e
conseqüentemente as constantes físicas dos compostos são menores, sendo que o CF4,
por ter maior massa molecular, apresenta maiores valores de pontos de fusão e de
ebulição do que o N2.
O HBr é uma molécula polar e apresenta interações do tipo dipolo-dipolo que é uma
interação intermolecular mais forte do que o dipolo induzido.
A água é polar e apresenta ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio), que é uma
interação intermolecular forte, mesmo para moléculas com menor massa molecular e as
constantes físicas são altas.
07. (UFC) Recentemente, uma pesquisa publicada na revista Nature (Ano: 2000, vol.405,
pg. 681,) mostrou que a habilidade das lagartixas (víboras) em escalar superfícies lisas
como uma parede, por exemplo, é resultado de interações intermoleculares. Admitindo
que a parede é recoberta por um material apolar e encontra-se seca, assinale a
alternativa que classifica corretamente o tipo de interação que prevalece entre as
lagartixas e a parede, respectivamente:
a) íon - íon.
b) íon - dipolo permanente.
c) dipolo induzido - dipolo induzido.
d) dipolo permanente - dipolo induzido.
e) dipolo permanente - dipolo permanente.
Resposta: letra C

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08. (UFPE) Associe o tipo de ligação ou interação (coluna da direita) que possibilita a
existência das substâncias listadas (coluna da esquerda), no estado sólido:
(1) Gelo
(2) Parafina
(3) Ferro
(4) Carbonato de Cálcio
(5) Diamante
( ) Iônica
( ) Covalente
( ) Metálica
( ) Ponte de Hidrogênio
( ) Van der Waals
Os números na segunda coluna, lidos de cima para baixo, são:
a) 1, 2, 3, 4, 5
b) 4, 2, 3, 1, 5
c) 4, 5, 3, 1, 2
d) 4, 5, 3, 2, 1
e) 1, 2, 5, 3, 4
09. (Uel-PR) No gelo seco, as moléculas do dióxido de carbono (CO2) estão unidas por
a) pontes de hidrogênio.
b) forças de van der Waals.
c) ligações covalentes.
d) ligações iônicas.
e) ligações metálicas.
10. (UFSC) O gelo seco corresponde ao CO2 solidificado, cuja fórmula estrutural é
O=C=O. O estado sólido é explicado por uma ÚNICA proposição CORRETA. Assinale-a.
01. Forças de Van der Waals entre moléculas fortemente polares de CO2.
02. Pontes de hidrogênio entre moléculas do CO2.
04. Pontes de hidrogênio entre a água e o CO2.

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08. Forças de Van der Waals entre as moléculas apolares do CO2.
16. Interações fortes entre os dipolos na molécula do CO2.
Soma ( )
Resposta: 08
11. (UFF) Considere as seguintes interações:
I – CH4 .... CH4
II - HBr ...... HBr
III – CH3OH .... H2O
As forças intermoleculares predominantes que atuam nas interações I, II e III são,
respectivamente:
a) ligação de hidrogênio, dipolo temporário, dipolo permanente
b) ligação de hidrogênio, ligação de hidrogênio, dipolo temporário
c) dipolo temporário, dipolo permanente, ligação de hidrogênio
d) dipolo temporário, ligação de hidrogênio, dipolo permanente
e) dipolo permanente, ligação de hidrogênio, dipolo temporário
Resposta: letra C
12. (Puccamp-SP) Considere o texto adiante.
"Nos icebergs, as moléculas polares da água associam-se por ... (I) ...; no gelo seco, as
moléculas apolares do dióxido de carbono unem-se por ... (II) ... . Conseqüentemente, a
1,0 atmosfera de pressão, é possível prever que a mudança de estado de agregação do
gelo ocorra a uma temperatura ... (III) ... do que a do gelo seco."
Para completá-lo corretamente, I, II e III devem ser substituídos, respectivamente, por:
a) I - forças de London; II - pontes de hidrogênio; III - menor
b) I - pontes de hidrogênio; II - forças de van der Waals; III - maior
c) I - forças de van der Waals; II - pontes de hidrogênio; III - maior
d) I - forças de van der Waals; II - forças de London; III - menor
e) I - pontes de hidrogênio; II - pontes de hidrogênio; III – maior
Resposta: letra B

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13. (UFRS) O ponto de ebulição da substância hidrogênio situa-se no valor aproximado
de 20K. Um estudante estimou que o valor extremamente baixo dessa propriedade
poderia ser atribuído às seguintes causas:
I- à formação de pontes de hidrogênio entre as moléculas;
II- à fraca intensidade das forças de Van der Waals envolvidas;
III- ao fato de a molécula ser apolar e apresentar reduzido número de elétrons;
IV- à facilidade de rompimento das ligações covalentes H - H.
Quais foram as causas corretamente identificadas?
a) Apenas I.
b) Apenas II e III.
c) Apenas III e IV.
d) Apenas I, II e III.
e) I, II, III e IV.
Resposta: letra B
14. (Puc-MG) Sabe-se que um tipo importante de ligação que mantém as bases
nitrogenadas ligadas no DNA são aquelas circuladas na figura adiante. Observando-se o
desenho a seguir, essas ligações são do tipo:
a) covalente apolar.
b) ligações de hidrogênio.
c) covalente polar.
d) iônica.
Resposta: letra B