Este simulado de forças intermoleculares ajuda a reconhecer as interações que mantêm moléculas próximas e a relacioná-las a propriedades como ponto de ebulição, viscosidade e solubilidade. Para resolvê-lo bem, é necessário observar a polaridade da molécula, a presença de hidrogênio ligado a F, O ou N e o tamanho da estrutura.
O que este simulado avalia
Forças intermoleculares são atrações elétricas que ocorrem entre moléculas. Elas não devem ser confundidas com as ligações químicas intramoleculares, como a covalente, que unem os átomos dentro de uma mesma molécula. Embora sejam, em geral, mais fracas que as ligações internas, influenciam diretamente o estado físico e diversas propriedades das substâncias.
Em provas, o tema costuma aparecer em situações cotidianas: evaporação de combustíveis, dissolução de solutos, diferença entre pontos de ebulição ou comportamento de materiais apolares e polares. A habilidade central é relacionar a fórmula estrutural ou molecular ao tipo de interação predominante.
Ideia-chave: todas as substâncias moleculares apresentam forças de dispersão de London. Porém, moléculas polares também podem ter interações dipolo-dipolo, e compostos que possuem H ligado diretamente a F, O ou N podem formar ligações de hidrogênio.
Revisão das forças intermoleculares
As forças de dispersão de London surgem devido a variações momentâneas na distribuição de elétrons. Essas variações criam dipolos instantâneos, capazes de induzir dipolos em moléculas vizinhas. Elas atuam em moléculas polares e apolares, mas são a interação relevante nas substâncias apolares. Sua intensidade aumenta, em geral, com o número de elétrons e com a área de contato entre as moléculas.
As interações dipolo-dipolo acontecem entre moléculas polares, que apresentam regiões com cargas parciais positiva e negativa permanentes. A atração ocorre quando regiões de sinais opostos se aproximam. O HCl, por exemplo, é uma molécula polar e apresenta essa interação, além das forças de London.
A ligação de hidrogênio é um caso particularmente intenso de atração dipolo-dipolo. Ela ocorre quando o hidrogênio está ligado covalentemente a flúor, oxigênio ou nitrogênio e é atraído por um par eletrônico de F, O ou N de outra molécula. Água, amônia e etanol são exemplos clássicos.
| Interação | Onde ocorre | Exemplo | Consequência comum |
|---|---|---|---|
| Forças de London | Em todas as moléculas; predominam nas apolares | I2, CH4 | Aumentam com massa e polarizabilidade |
| Dipolo-dipolo | Entre moléculas polares | HCl, SO2 | Favorecem maior coesão que em moléculas apolares semelhantes |
| Ligação de hidrogênio | H ligado a F, O ou N | H2O, HF, NH3 | Eleva bastante o ponto de ebulição |
Como resolver questões sobre o tema
Antes de escolher uma alternativa, siga uma sequência de análise. Ela diminui a chance de classificar uma molécula apenas pela presença de hidrogênio, erro bastante comum. O fato de haver H na fórmula não garante a ligação de hidrogênio: CH4 e HCl, por exemplo, não a apresentam.
- Verifique se a substância é molecular. Sais iônicos e metais exigem outro tipo de análise de interações.
- Observe a geometria e a distribuição de cargas para decidir se a molécula é polar ou apolar.
- Procure a ligação H–F, H–O ou H–N. Se ela existir, há possibilidade de ligação de hidrogênio entre as moléculas.
- Se houver comparação de temperaturas, considere também massa molar, formato e área de contato, especialmente entre substâncias apolares.
- Em solubilidade, aplique a regra geral de que substâncias com polaridades semelhantes tendem a se misturar melhor.
Não há uma ordem absoluta de intensidade que resolva todos os casos. Uma molécula apolar muito grande, com muitos elétrons, pode ter forças de London consideráveis. Por isso, comparações devem levar em conta estruturas semelhantes e as informações fornecidas no enunciado.
Simulado: questões objetivas
Questões 1 a 5
- Qual interação intermolecular predomina entre moléculas de metano, CH4? A) ligação de hidrogênio; B) dipolo-dipolo; C) forças de London; D) íon-dipolo.
- Entre as substâncias H2O, H2S, CO2 e CH4, qual forma ligações de hidrogênio entre suas moléculas? A) H2O; B) H2S; C) CO2; D) CH4.
- Em condições semelhantes, por que o etanol apresenta ponto de ebulição maior que o etano? A) o etanol é apolar; B) o etanol forma ligações de hidrogênio; C) o etano possui dipolo permanente; D) o etano tem mais elétrons.
- O I2 tem massa molar maior que o Cl2. A maior temperatura de ebulição do I2 é explicada principalmente por A) ligações iônicas; B) ligações de hidrogênio; C) forças de London mais intensas; D) dipolos permanentes.
- Qual substância apresenta interação dipolo-dipolo, mas não ligação de hidrogênio? A) NH3; B) HF; C) HCl; D) CH3OH.
Questões 6 a 10
- A baixa miscibilidade entre água e óleo ocorre sobretudo porque A) ambos são iônicos; B) a água é polar e o óleo é majoritariamente apolar; C) o óleo forma mais ligações de hidrogênio; D) a água não possui forças de London.
- O CO2 é uma molécula apolar, embora cada ligação C=O seja polar. Isso se deve à sua geometria A) angular; B) tetraédrica; C) linear e simétrica; D) piramidal.
- Em uma série de alcanos de cadeia normal, o aumento da massa molar tende a elevar o ponto de ebulição porque A) surgem ligações de hidrogênio; B) aumentam as forças de London; C) a molécula torna-se iônica; D) desaparecem os elétrons de valência.
- A interação entre Na+ e moléculas de água em uma solução aquosa é denominada A) dipolo induzido-dipolo induzido; B) ligação metálica; C) íon-dipolo; D) ligação de hidrogênio.
- Assinale a afirmação correta. A) Apenas moléculas polares possuem forças de London. B) Toda molécula com H faz ligação de hidrogênio. C) Forças intermoleculares influenciam a vaporização. D) Ligações covalentes são forças entre moléculas.
Gabarito comentado
1. C. O CH4 é tetraédrico e apolar. Assim, a atração relevante entre suas moléculas são as forças de London.
2. A. Na água, o H está ligado ao oxigênio. Já no H2S, o enxofre não se enquadra no grupo F, O e N exigido na abordagem escolar para a ligação de hidrogênio.
3. B. O grupo O–H do etanol permite ligações de hidrogênio. Essas atrações exigem mais energia para serem vencidas durante a ebulição.
4. C. I2 e Cl2 são apolares. Como o iodo tem nuvem eletrônica maior e mais polarizável, suas forças de London são mais intensas.
5. C. O HCl é polar, portanto apresenta dipolo-dipolo. Seu H está ligado ao cloro, e não a F, O ou N.
6. B. A água interage intensamente com moléculas polares e íons; o óleo é formado principalmente por hidrocarbonetos apolares. Por isso, a mistura tende a formar fases separadas.
7. C. Os dipolos das duas ligações C=O têm mesma intensidade e sentidos opostos na geometria linear, cancelando-se.
8. B. Cadeias maiores têm mais elétrons e maior superfície de contato, o que fortalece as forças de dispersão.
9. C. O cátion Na+ atrai a extremidade parcialmente negativa das moléculas polares de água. Essa atração é classificada como íon-dipolo.
10. C. Para vaporizar uma substância, é preciso afastar as moléculas e vencer parte de suas atrações intermoleculares.
Aplicações e armadilhas frequentes
Uma aplicação importante está no comportamento anômalo da água. As ligações de hidrogênio explicam, entre outros fatores, seu ponto de ebulição relativamente elevado quando comparado ao de moléculas de massa semelhante. Elas também contribuem para a coesão da água líquida e para propriedades como a tensão superficial.
Em exercícios, evite confundir molécula polar com ligação de hidrogênio. HCl, CH3Cl e SO2 são polares, mas não apresentam H diretamente ligado a F, O ou N. O oposto também merece atenção: uma molécula pode ter ligações polares e, ainda assim, ser apolar no conjunto, como CO2 e CCl4, por causa da simetria geométrica.
Quando a questão compara substâncias, identifique primeiro a força predominante; depois, analise massa molar, número de elétrons e formato molecular. Esse segundo passo é decisivo em comparações entre compostos apolares.
Pontos de revisão
- Forças intermoleculares atuam entre moléculas e influenciam estados físicos e mudanças de estado.
- As forças de London estão presentes em todas as moléculas e predominam nas apolares.
- Moléculas polares podem apresentar dipolo-dipolo.
- Ligações de hidrogênio exigem H ligado diretamente a F, O ou N.
- Maior intensidade de atração intermolecular costuma estar associada a menor volatilidade e maior ponto de ebulição.
- Geometria molecular importa: dipolos de ligação podem se cancelar e tornar uma molécula apolar.
Ao revisar, pratique a leitura de fórmulas estruturais e associe cada substância à sua geometria. Em seguida, explique em voz alta qual força predomina e por quê. Essa justificativa é mais útil do que decorar uma lista de exemplos isolados.
