Classificação das forças intermoleculares

Estudando ciências desde muito cedo se aprende que um conjunto de átomos forma uma molécula e um conjunto de moléculas forma uma matéria. Apesar de bastante simples e ignorando os detalhes mais complexos da estrutura da matéria, a definição não está errada. É um conjunto de moléculas que forma um ser humano, a água, uma barra de ouro, o sal que usamos na cozinha e tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço.

Portanto, para que qualquer matéria seja formada, é necessário que as moléculas permaneçam unidas umas às outras de alguma maneira, não é mesmo? E o que faz com que elas fiquem juntas são as chamadas forças intermoleculares, ou seja, forças entre moléculas.

Tais forças são classificadas de três formas diferentes:

• Forças dipolo-dipolo
• Forças dipolo-induzido
• Ligações de hidrogênio (ou pontes de hidrogênio)

Vamos ver cada uma em detalhes.

Classificação das forças intermoleculares: dipolo-dipolo e dipolo-induzido

As forças dipolo-dipolo também são conhecidas como dipolo permanente e a sua principal característica é que só acontece em moléculas polares. E o que são moléculas polares? São aquelas nas quais os elétrons encontram-se distribuídos de forma assimétrica, fazendo com que um lado da molécula tenha mais densidade eletrônica do que o outro.

No caso de moléculas diatômicas, ou seja, formadas por dois átomos diferentes, aquele elemento mais eletronegativo, com maior tendência de atrair elétrons, vai atrair os elétrons da ligação.

Por exemplo: a molécula de ácido clorídrico – HCl – tem dois polos, o hidrogênio é o positivo e o cloro é o negativo. Sendo assim, para que se essas moléculas fiquem unidas, o cloro de uma se conecta ao hidrogênio de outra, da seguinte forma:

H – Cl ———— H – Cl ———— H – Cl

Portanto, a força dipolo permanente só acontece entre moléculas que possuam um polo positivo e outro negativo (essa condição é determinada pelas forças intramoleculares, mas esse é outro assunto!), como por exemplo, HBr, H2S, SO2, CO, dentre outras.

Por outro lado, as forças dipolo-induzido são as que se manifestam entre moléculas apolares, ou seja, naquelas em que a distribuição dos elétrons é uniforme e não há a formação de um polo positivo e outro negativo. No entanto, mesmo que a distribuição seja uniforme, em algum momento vai ocorrer uma concentração maior de elétrons em uma extremidade, no caso, um polo. E é nesse instante que as forças dipolo-induzido vão aparecer.

Quando a molécula entra nesse estado de concentração eletrônica em um dos polos, ela acaba induzindo as outras moléculas que estão próximas a ficarem desequilibradas também. Por exemplo: o lado de uma molécula que ficou momentaneamente mais negativo (onde os elétrons se acumularam) vai repelir os elétrons que estiverem próximos a ele na outra molécula vizinha, fazendo com que ela também fique “falsamente polarizada”.

As forças dipolo-induzido também são chamadas de Força de London e não são tão intensas quanto as dipolo-dipolo, já que os polos criados não são permanentes. Alguns exemplos de moléculas que se constituem dessa forma são: Cl2, CO2, H2, O2.

Classificação das forças intermoleculares: ligações de hidrogênio

Das três apresentadas, essa é a mais intensa de todas, as forças que se manifestam entre o hidrogênio e os átomos de Flúor, Nitrogênio e Oxigênio. Esses três elementos são muito eletronegativos e é isso que faz com que os polos da molécula se tornem mais acentuados.

O exemplo mais clássico de pontes de hidrogênio são as que possibilitam a formação das moléculas de água, H2O. Nelas, os átomos de hidrogênio se unem com muita força, formando a cadeia de H2O.

Portanto, a ordem das ligações intermoleculares das mais fortes para as mais fracas é a seguinte: ligações de hidrogênio, forças dipolo-dipolo e forças dipolo-induzido.

E sabia que a classificação das forças intermoleculares interfere também no estado físico da matéria? Quanto mais fraca for a ligação, maior é a tendência do composto à volatilidade, ou seja, é mais fácil que ele passe do estado líquido para o gasoso. Isso acontece porque para que um composto saia do líquido e se torne gasoso, é necessário que as moléculas estejam separadas e se a ligação entre elas for fraca, é mais fácil de conseguir isso.

Uma substância em estado sólido tem as suas moléculas bem unidas, grudadas umas nas outras. Em estado líquido, elas estão mais afastadas e em estado gasoso, totalmente desorganizadas, espalhadas no recipiente.

Por isso, o ponto de ebulição da água (100°C) é mais elevado do que o do Cl2 (- 34,04°C), porque a ligação de hidrogênio é a mais forte e a dipolo-induzido, a mais fraca. Sendo assim, é preciso mais energia para separar as moléculas de água do que as de Cl2.

Percebe como todo está interligado e como a classificação das forças intermoleculares é capaz de interferir em fenômenos que observamos em nosso dia a dia? Assim é a natureza, tudo funcionando de forma organizada e sistemática!