O que são forças intermoleculares?

Em química, forças intermoleculares descrevem várias forças eletrostáticas presentes entre átomos e moléculas. Essas forças incluem forças íon-dipolo, ligação de hidrogênio, forças dipolo-dipolo e forças de dispersão de Londres. Embora essas forças sejam geralmente muito mais fracas que as ligações iônicas ou covalentes, elas ainda podem ter uma grande influência nas características físicas de líquidos, sólidos ou soluções.

Todas as forças intermoleculares são de natureza eletrostática. Isso significa que a mecânica dessas forças depende das interações de espécies carregadas, como íons e elétrons. Fatores relacionados a forças eletrostáticas, como eletronegatividade, momentos dipolares, cargas iônicas e pares de elétrons, podem afetar muito os tipos de forças intermoleculares entre duas espécies químicas.

As forças íon-dipolo estão presentes entre os íons e as cargas parciais nas extremidades das moléculas polares. Moléculas polares são dipolos e têm um final positivo e um final negativo. Os íons carregados positivamente são atraídos para a extremidade negativa de um dipolo e os íons carregados negativamente são atraídos para a extremidade positiva de um dipolo. A força desse tipo de atração intermolecular aumenta com o aumento da carga iônica e com o aumento dos momentos dipolares. Esse tipo específico de força é comumente encontrado em substâncias iônicas dissolvidas em solventes polares.

Para moléculas e átomos neutros, as forças intermoleculares que podem estar presentes incluem forças dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio e forças de dispersão de Londres. Essas forças compõem as forças de van der Waals, nomeadas em homenagem a Johannes van der Waals. Em geral, eles são mais fracos que as forças íon-dipolo.

As forças dipolo-dipolo ocorrem quando a extremidade positiva de uma molécula polar se aproxima da extremidade negativa de outra molécula polar. A força em si depende da proximidade das moléculas. Quanto mais distantes estiverem as moléculas, mais fracas serão as forças dipolo-dipolo. A magnitude da força também pode aumentar com o aumento da polaridade.

As forças de dispersão de Londres podem ocorrer entre espécies químicas polares e não polares. Eles são nomeados em homenagem ao seu descobridor, Fritz London. A força em si ocorre devido à formação de dipolos instantâneos; isso pode ser explicado pelo movimento de elétrons nas espécies químicas.

Dipolos instantâneos são criados quando elétrons em torno de uma espécie química são atraídos para o núcleo de outra espécie química. Em geral, as forças de dispersão de Londres são maiores para moléculas maiores, porque moléculas maiores têm mais elétrons. Halogênios grandes e gases nobres, por exemplo, têm pontos de ebulição mais altos do que pequenos halogênios e gases nobres por causa disso.

As ligações de hidrogênio ocorrem entre átomos de hidrogênio em uma ligação polar e pares de elétrons não compartilhados em pequenos íons ou átomos eletronegativos. Este tipo de força intermolecular é frequentemente visto entre átomos de hidrogênio e flúor, oxigênio ou nitrogênio. As ligações de hidrogênio podem ser encontradas na água e são responsáveis ​​pelo alto ponto de ebulição da água.

As forças intermoleculares podem ter um efeito profundo nas características físicas de uma espécie química. Normalmente, altos pontos de ebulição, pontos de fusão e viscosidade estão associados a altas forças intermoleculares. Embora sejam muito mais fracas que as ligações covalentes e iônicas, essas forças de atração intermolecular ainda são importantes na descrição do comportamento de espécies químicas.