EEM Pref Acacio Garibaldi Sao Thiago
Ligações Intermoleculares
Introdução
A química é a ciência que estuda a composição, estrutura, propriedades e transformações da matéria. As ligações moleculares são um dos conceitos fundamentais da química, pois são as forças responsáveis por manter as moléculas juntas e influenciar diversas propriedades das substâncias, como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade, densidade, condutividade elétrica e térmica, entre outras. Neste texto, exploramos os três principais tipos de ligações moleculares - iônica, covalente e metálica - e outras forças que influenciam as propriedades das substâncias, como as ligações de hidrogênio e as interações de Van der Waals. Além disso, destacamos a importância das ligações moleculares na compreensão de muitos processos químicos e biológicos, bem como no desenvolvimento de novos materiais e tecnologias.
Desenvolvimento
As ligações moleculares são fundamentais para a compreensão da química, pois é por meio delas que as substâncias químicas se formam e se mantêm unidas. Elas são as forças responsáveis por manter as moléculas juntas e influenciam diversas propriedades das substâncias, como ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade, densidade, condutividade elétrica e térmica, entre outras.
Existem três tipos principais de ligações moleculares: iônica, covalente e metálica.
ligação iÔNICA
A ligação iônica ocorre entre íons com cargas opostas e é formada por transferência de elétrons. Os metais geralmente perdem elétrons para formar cátions, enquanto os não-metais ganham elétrons para formar ânions. A atração eletrostática entre os íons positivos e negativos forma uma estrutura cristalina sólida e cristalina, que é conhecida como composto iônico. A ligação iônica é muito forte, o que faz com que os compostos iônicos sejam sólidos cristalinos em temperatura ambiente e com altos pontos de fusão e ebulição.
ligação covalente
Já a ligação covalente ocorre quando dois átomos compartilham elétrons, o que pode resultar na formação de moléculas ou macromoléculas. Os elétrons compartilhados são atraídos pelos núcleos dos átomos, o que mantém as moléculas unidas. A força da ligação covalente depende da polaridade da molécula, que é determinada pela diferença na eletronegatividade dos átomos envolvidos na ligação. Quanto maior a diferença de eletronegatividade, mais polar é a molécula e mais forte é a ligação covalente.
Tipos de ligação covalente
Existem três tipos de ligações covalentes: simples, duplas e triplas. A ligação simples ocorre quando dois átomos compartilham um par de elétrons. A ligação dupla ocorre quando dois átomos compartilham dois pares de elétrons e a ligação tripla ocorre quando dois átomos compartilham três pares de elétrons. Esses tipos de ligações covalentes podem ser encontrados em moléculas orgânicas e inorgânicas.
ligação metálica
Por fim, a ligação metálica ocorre entre átomos de metais e é formada por um conjunto de elétrons deslocalizados que circulam livremente entre os núcleos dos átomos. Essa estrutura permite que os metais conduzam eletricidade e calor com facilidade. A ligação metálica é muito forte e, como resultado, os metais têm altos pontos de fusão e ebulição.
outras forças intermoleculares
Além desses três tipos principais de ligações moleculares, existem outras forças que influenciam as propriedades das substâncias. As ligações de hidrogênio são uma forma especial de ligação covalente em que o hidrogênio é compartilhado entre dois átomos de um elemento mais eletronegativo, como oxigênio ou nitrogênio.
Interações de Van der Waals
As interações de Van der Waals são forças intermoleculares que incluem dipolo-dipolo, dipolo induzido e forças de dispersão, que surgem devido às flutuações momentâneas na distribuição de elétrons. Essas forças são mais fracas do que as ligações covalentes e iônicas, mas ainda assim têm um papel importante nas propriedades das substâncias.
Interações dipolo-dipolo
As interações dipolo-dipolo ocorrem entre moléculas polares que possuem um dipolo elétrico permanente. Esse dipolo é resultado da distribuição assimétrica de elétrons dentro da molécula, criando uma região positiva e outra negativa. Quando duas moléculas polares se aproximam, essas regiões opostas atraem uma à outra, criando uma força atrativa. Essa força é mais forte do que as forças de dispersão e é diretamente proporcional à magnitude dos dipolos envolvidos.
Interações dipolo-induzido
Já as interações dipolo-induzido ocorrem entre moléculas apolares e polares. Moléculas apolares, como o gás nobre hélio, não possuem dipolos elétricos permanentes, mas podem ter seus elétrons momentaneamente deslocados devido à presença de uma molécula polar próxima. Esse deslocamento momentâneo de elétrons cria um dipolo elétrico temporário, que interage com o dipolo elétrico permanente da molécula polar, gerando uma força atrativa. A força dipolo-induzido é menor do que a força dipolo-dipolo, mas ainda é significativa.
Forças de dispersão
Por fim, as forças de dispersão, também conhecidas como forças de London, são as forças mais fracas das interações de Van der Waals. Essas forças ocorrem entre todas as moléculas, polares ou apolares, e resultam da flutuação natural das cargas elétricas dentro das moléculas. Em qualquer molécula, elétrons e núcleos estão em constante movimento, criando regiões momentâneas de carga positiva e negativa. Quando duas moléculas se aproximam, essas flutuações aleatórias podem se sincronizar, criando uma força atrativa entre elas.
Função e importância
As ligações moleculares têm um papel fundamental na química e são importantes para a compreensão de muitos processos químicos, incluindo reações químicas, solubilidade e interações intermoleculares.
A compreensão dessas ligações é essencial para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias, desde plásticos e polímeros até eletrônicos e dispositivos de armazenamento de energia.
Além disso, as ligações moleculares também são importantes para entender as propriedades biológicas das moléculas, como enzimas, proteínas e ácidos nucleicos. As interações entre moléculas biológicas são fundamentais para a estrutura e função das células, tecidos e órgãos dos organismos vivos.
Conclusão
Em resumo, as ligações moleculares são um conceito fundamental na química e têm um papel essencial na compreensão de muitos processos químicos e biológicos. A compreensão dessas ligações é crucial para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias, bem como para a compreensão das propriedades e funções de moléculas biológicas. Com uma compreensão mais profunda das ligações moleculares, podemos projetar e criar substâncias e materiais com propriedades específicas e personalizadas, melhorando nossas vidas e nosso mundo.
Referências
Chem4kids. Intermolecular Forces. chem4kids.com. Disponível em: http://www.chem4kids.com/files/matter_intermole.html. Acesso em: 14 mar. 2023.
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