{"id":64855,"date":"2016-07-18T17:27:34","date_gmt":"2016-07-18T17:27:34","guid":{"rendered":"http:\/\/cms.portalsaofrancisco.com.br\/?p=64855"},"modified":"2016-07-18T17:46:30","modified_gmt":"2016-07-18T17:46:30","slug":"forcas-entre-moleculas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/forcas-entre-moleculas","title":{"rendered":"For\u00e7as Entre Mol\u00e9culas"},"content":{"rendered":"

For\u00e7as Intermoleculares<\/strong><\/h4>\n

A natureza das for\u00e7as que existem entre as mol\u00e9culas nos estados s\u00f3lido e l\u00edquido e que explicam propriedades como a solubilidade de subst\u00e2ncias moleculares podem ser entendidas agora.<\/p>\n

Apesar de as mol\u00e9culas serem constitu\u00eddas por \u00e1tomos neutros, que n\u00e3o perdem nem ganham el\u00e9trons, em muitas h\u00e1 exist\u00eancia de dipolos el\u00e9tricos permanentes e, como consequ\u00eancia, ocorrem intera\u00e7\u00f5es el\u00e9tricas entre elas.<\/p>\n

Se tratando das mol\u00e9culas apolares, explicando a atra\u00e7\u00e3o entre tais mol\u00e9culas quando as subst\u00e2ncias est\u00e3o no estado s\u00f3lido ou l\u00edquido, pois, afinal, se n\u00e3o houvesse intera\u00e7\u00f5es entre as mol\u00e9culas, tais subst\u00e2ncias s\u00f3 existiriam no estado gasoso, o que n\u00e3o \u00e9 verdade.<\/p>\n

Os qu\u00edmicos desenvolveram formas de determinar as intera\u00e7\u00f5es entre as mol\u00e9culas, que s\u00e3o chamadas de intera\u00e7\u00f5es de Van der Waals, em homenagem ao cientista holand\u00eas Johannes D. Van der Waals, autor da formula\u00e7\u00e3o matem\u00e1tica que permitiu o desenvolvimento desse estudo.<\/p>\n

Assim, quando h\u00e1 aproxima\u00e7\u00e3o de duas ou mais mol\u00e9culas, os el\u00e9trons de suas camadas de val\u00eancia, incluindo os participantes de liga\u00e7\u00f5es covalentes, passam a ficar tamb\u00e9m sob a influ\u00eancia dos n\u00facleos dos \u00e1tomos das mol\u00e9culas vizinhas. Dessa forma, uma nova distribui\u00e7\u00e3o de cargas el\u00e9tricas ocorre, provocando um deslocamento de cargas que poder\u00e1 gerar um p\u00f3lo induzido, inexistente na mol\u00e9cula apolar. \u00c9 a exist\u00eancia desses dipolos induzidos pela aproxima\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas que promove a atra\u00e7\u00e3o entre elas.<\/p>\n

A intensidade da atra\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas depende da intensidade de seus dipolos. Em mol\u00e9culas apolares essas intera\u00e7\u00f5es ocorrer\u00e3o apenas devido a dipolos induzidos. J\u00e1 em mol\u00e9culas polares elas devem-se a dipolos permanentes e s\u00e3o, portanto, muito mais fortes. \u00c9 o que se v\u00ea, por exemplo, quando \u00e1tomos de hidrog\u00eanio se ligam a \u00e1tomos de fl\u00faor, oxig\u00eanio ou nitrog\u00eanio, formando as liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio.<\/p>\n

As for\u00e7as intermoleculares podem ser dividas em dois tipos: For\u00e7as de\u00a0Van der Waals<\/strong>\u00a0eLiga\u00e7\u00f5es de Hidrog\u00eanio<\/strong>.<\/strong><\/p>\n

Liga\u00e7\u00f5es de Hidrog\u00eanio<\/h4>\n

As liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio s\u00e3o for\u00e7as de atra\u00e7\u00e3o mais intensas que as de for\u00e7as dipolo-dipolo e as de Van der Waals.<\/p>\n

Ocorre quando a mol\u00e9cula possui o hidrog\u00eanio ligado a um elemento muito eletronegativo, como o fl\u00faor, por exemplo.<\/p>\n

A atra\u00e7\u00e3o ocorre pelo hidrog\u00eanio de uma mol\u00e9cula com o elemento eletronegativo da outra mol\u00e9cula. Sendo uma atra\u00e7\u00e3o bastante forte, as mol\u00e9culas que s\u00e3o atra\u00eddas por pontes de hidrog\u00eanio possuem altos pontos de fus\u00e3o e ebuli\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

A maioria das subst\u00e2ncias apresenta maior grau de compacta\u00e7\u00e3o no estado s\u00f3lido, portanto, seus s\u00f3lidos s\u00e3o mais densos que seus l\u00edquidos. A \u00e1gua \u00e9 uma exce\u00e7\u00e3o: o s\u00f3lido (gelo) \u00e9 menos denso que o l\u00edquido e, por isso, flutua. Isso acontece por causa das liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio. No estado s\u00f3lido, as mol\u00e9culas est\u00e3o interligadas numa estrutura cristalina, como mostra a\u00a0Figura 1.<\/strong>\u00a0, fazendo com que a mesma quantidade de mol\u00e9culas ocupe um maior volume que no l\u00edquido.<\/p>\n

As liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio ocorrem entre muitas subst\u00e2ncias org\u00e2nicas, conferindo diferentes propriedades a elas, como solubilidade em \u00e1gua e temperaturas de fus\u00e3o e ebuli\u00e7\u00e3o mais elevadas.<\/p>\n

As prote\u00ednas que comp\u00f5em o nosso organismo s\u00e3o constitu\u00eddas por sequ\u00eancias de amino\u00e1cidos, ligados covalentemente. Esses amino\u00e1cidos possuem grupos hidroxilas e aminos capazes de formar fortes redes de liga\u00e7\u00f5es intermoleculares. Outro exemplo \u00e9 o DNA, cuja forma de dupla h\u00e9lice \u00e9 mantida gra\u00e7as \u00e0s liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio entre os grupos hidroxilas e aminos das bases nitrogenadas que comp\u00f5em o c\u00f3digo gen\u00e9tico. As liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio nessas mol\u00e9culas s\u00e3o respons\u00e1veis por importantes propriedades que essas subst\u00e2ncias apresentam no metabolismo de nosso organismo.<\/p>\n

\"For\u00e7as<\/p>\n

Figura 1.<\/strong>\u00a0Liga\u00e7\u00f5es de Hidrog\u00eanio na \u00e1gua: Na \u00e1gua em estado s\u00f3lido, as liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio provocam um arranjo cristalino que acaba por levar as mol\u00e9culas a ocuparem um espa\u00e7o maior do que ocupam no estado l\u00edquido.<\/p>\n

\"For\u00e7as<\/p>\n

Figura 2.<\/strong>DNA: A conforma\u00e7\u00e3o espacial do DNA \u00e9 mantida gra\u00e7as \u00e0s intera\u00e7\u00f5es moleculares. Durante o processo de forma\u00e7\u00e3o das c\u00e9lulas germinativas o DNA \u00e9 duplicado. Para isso, \u00e9 necess\u00e1rio que as liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio sejam quebradas, possibilitando a passagem das caracter\u00edsticas heredit\u00e1rias.<\/p>\n

For\u00e7as de Van der Waals<\/h4>\n

As for\u00e7as de Van der Waals s\u00e3o for\u00e7as fracas que ocorrem entre mol\u00e9culas apolares, entre \u00e1tomos de gases nobres e hidrocarbonetos.<\/p>\n

Quando duas mol\u00e9culas apolares aproximam-se, ocorre uma repuls\u00e3o entre suas nuvens eletr\u00f4nicas, sendo que os el\u00e9trons v\u00e3o se acumular numa regi\u00e3o da mol\u00e9cula, deixando a outra regi\u00e3o com defici\u00eancia de cargas negativas.<\/p>\n

Ao acontecer esta repuls\u00e3o, cria-se na mol\u00e9cula um dipolo induzido, que faz a indu\u00e7\u00e3o nas outras mol\u00e9culas apolares, dando origem a uma pequena for\u00e7a de atra\u00e7\u00e3o entre elas, denominada de Van der Waals.<\/p>\n

Exemplificando: H2, F2, O2, CO2, CH4, C2H6.<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura\u00a03.\u00a0<\/strong>For\u00e7as de Van der Waals.<\/p>\n

Dipolo-dipolo<\/h4>\n

As for\u00e7as dipolo-dipolo s\u00e3o respons\u00e1veis pela atra\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas polares. Existem entre mol\u00e9culas de \u00e9teres, cloretos, \u00e1cidos, \u00e9steres, entre outros.<\/p>\n

As mol\u00e9culas polares possuem um dipolo el\u00e9trico permanente, estabelecendo de tal forma que a extremidade negativa do dipolo de um mol\u00e9cula se aproxime da extremidade positiva do dipolo de outra mol\u00e9cula.<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura 4.<\/strong>For\u00e7as Dipolo-dipolo<\/p>\n

Dispers\u00e3o de London<\/h4>\n

Numa mol\u00e9cula apolar \u00e9 prov\u00e1vel que a qualquer instante ocorra a forma\u00e7\u00e3o de uma assimetria na distribui\u00e7\u00e3o da densidade eletr\u00f4nica, criando-se ent\u00e3o um dipolo instant\u00e2neo. Um dipolo deste tipo pode induzir um dipolo nas mol\u00e9culas mais pr\u00f3ximas.<\/p>\n

A intensidade destas for\u00e7as depende da polarizabilidade da mol\u00e9cula e da facilidade em distorcer a nuvem eletr\u00f4nica. Assim, a intensidade das for\u00e7as de dispers\u00e3o de London: aumenta por acr\u00e9scimo do n\u00famero de el\u00e9trons e da massa molar e diminui com o aumento da ramifica\u00e7\u00e3o da cadeia.<\/p>\n

Este tipo de liga\u00e7\u00e3o existe em todas as subst\u00e2ncias moleculares, independentemente de elas apresentarem, ou n\u00e3o, dipolos permanentes.<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura 5.<\/strong>\u00a0Dipolos induzidos em mol\u00e9culas de Iodo (I2).<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura 6.<\/strong>Intera\u00e7\u00e3o (dipolo-dipolo induzido) do g\u00e1s hidrog\u00eanio.<\/p>\n

\u00cdon-dipolo<\/h4>\n

\u00c9 a forma\u00e7\u00e3o de \u00edon que se aproxima em compostos ou s\u00f3lidos i\u00f4nicos regidos por uma for\u00e7a, atra\u00e7\u00e3o, liga\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica definida como eletrovalente ou mesmo i\u00f4nica, onde aquela polariza\u00e7\u00e3o que seria uma simples polariza\u00e7\u00e3o se extrema ao ponto de\u00a0ser\u00a0t\u00e3o grande que se formam \u00edons mesmo, formais entre esp\u00e9cies muito eletropositivas e eletronegativas. V\u00e1rias unidades de cristais i\u00f4nicos efetuam um \u00edon dipolo, ou seja os \u00edons se aproximam e de forma an\u00e1loga ao que acontece nas mol\u00e9culas ocorre, por\u00e9m em compostos i\u00f4nicos, quen\u00e3o s\u00e3o mol\u00e9culas, por isso n\u00e3o podemos chamar dipolo-dipolo, porque n\u00e3o s\u00e3o polos e sim \u00edons efetivos reais.<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura 7.<\/strong>Intera\u00e7\u00f5es \u00edon-dipolo.<\/p>\n

O modelo de liga\u00e7\u00e3o met\u00e1lica<\/h4>\n

7.1 Os metais<\/strong><\/p>\n

Os materiais met\u00e1licos s\u00e3o amplamente utilizados em nossa sociedade gra\u00e7as \u00e0s suas propriedades f\u00edsicas e qu\u00edmicas. Algumas dessas propriedades, embora em diferentes graus, s\u00e3o comuns a todos eles.<\/p>\n

O brilho met\u00e1lico e elevadas condutibilidades el\u00e9trica e t\u00e9rmica s\u00e3o caracter\u00edsticas gerais da maioria dos metais, mas a dureza que apresentam \u00e9 vari\u00e1vel. Muitos metais s\u00e3o extremamente duros e possuem grande resist\u00eancia \u00e0 ruptura e \u00e0 deforma\u00e7\u00e3o. Outros, n\u00e3o t\u00e3o duros, s\u00e3o facilmente mold\u00e1veis.<\/p>\n

Possuem brilho, s\u00e3o d\u00facteis (f\u00e1ceis de serem transformados em fios), male\u00e1veis (f\u00e1ceis de serem transformados em l\u00e2minas), s\u00e3o bons condutores de calor, possuem alta condutividade el\u00e9trica e s\u00e3o s\u00f3lidos em condi\u00e7\u00f5es ambiente, exceto o Merc\u00fario (Hg).<\/p>\n

Liga\u00e7\u00e3o Met\u00e1lica<\/h4>\n

O arranjo cristalino \u00e9 a forma como os \u00e1tomos est\u00e3o agrupados, e tamb\u00e9m pode ser denominado ret\u00edculo cristalino met\u00e1lico. Essa ordena\u00e7\u00e3o depende basicamente do raio e da carga nuclear dos \u00e1tomos envolvidos, podendo ter basicamente de tr\u00eas tipos: o arranjo hexagonal compacto, o c\u00fabico de face centrada e o c\u00fabico de corpo centrado.<\/p>\n

Esses \u00e1tomos ir\u00e3o interagir de forma que o n\u00facleo de cada \u00e1tomo atraia os el\u00e9trons mais externos de seus vizinhos. Sendo \u00e1tomos iguais, essas intera\u00e7\u00f5es tamb\u00e9m ser\u00e3o iguais em todas as dire\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

A quantidade de energia necess\u00e1ria para arrancar el\u00e9trons de \u00e1tomos de metais \u00e9 relativamente baixa se comparada com a necess\u00e1ria para arrancar el\u00e9trons de \u00e1tomos dos n\u00e3o-metais, conforme mostra a\u00a0Tabela 1.<\/strong><\/p>\n

Os el\u00e9trons da camada de val\u00eancia de \u00e1tomos de metais s\u00e3o fracamente atra\u00eddos por seu n\u00facleo. Com isso, esses el\u00e9trons tem um certo grau de liberdade que lhes permite transitar facilmente entre os \u00e1tomos do material. Essa caracter\u00edstica explica a alta condutibilidade el\u00e9trica que geralmente os metais apresentam.<\/p>\n

Se os el\u00e9trons de val\u00eancia est\u00e3o livres para movimentar-se entre os \u00e1tomos, conclui-se que os \u00e1tomos a que esses el\u00e9trons estavam ligados ficam com carga positiva. Assim, com esse modelo de liga\u00e7\u00e3o, tem-se uma grande quantidade de el\u00e9trons movimentando-se livremente entre \u00e1tomos com cargas positivas. S\u00e3o os el\u00e9trons livres ao redor dos \u00e1tomos positivos que mant\u00e9m a sua coes\u00e3o. Portanto, pode concluir que liga\u00e7\u00e3o met\u00e1lica \u00e9 a intera\u00e7\u00e3o entre \u00e1tomos envolvidos em uma nuvem formada por seus el\u00e9trons de val\u00eancia.<\/p>\n

Tabela 1.<\/strong>Energia de Ioniza\u00e7\u00e3o de \u00e1tomos de alguns elementos qu\u00edmicos.<\/p>\n

\"For\u00e7as
\nFigura 8.<\/strong>\u00a0Liga\u00e7\u00e3o Met\u00e1lica<\/p>\n

Ligas met\u00e1licas<\/strong><\/h4>\n

As propriedades dos metais podem ser alteradas quando se misturam \u00e1tomos de diferentes elementos. Isso \u00e9 facilmente entendido se considerar-se que o material final dever\u00e1 apresentar propriedades que depender\u00e3o do novo arranjo de \u00e1tomos, ou seja, de sua nova estrutura.<\/p>\n

A altera\u00e7\u00e3o nas propriedades ser\u00e1 tanto maior quanto maior for a diferen\u00e7a entre os \u00e1tomos adicionados. \u00c9 por isso que, ao adicionar a um metal \u00e1tomos de elementos n\u00e3o-met\u00e1licos, como carbono, enxofre e f\u00f3sforo, obt\u00eam-se materiais t\u00e3o diferentes.<\/p>\n

Exemplificando: o a\u00e7o, mistura de ferro e carbono, muito mais duro e quebradi\u00e7o do que o ferro.<\/p>\n

Dificilmente se utilizam metais puros para construir objetos. Normalmente, os metais s\u00e3o utilizados na forma de misturas s\u00f3lidas de \u00e1tomos de dois ou mais elementos qu\u00edmicos denominados ligas.<\/p>\n

Portanto, ligas s\u00e3o misturas s\u00f3lidas formadas por \u00e1tomos de um metal e \u00e1tomos de outro elemento, met\u00e1lico ou n\u00e3o.<\/p>\n

Exemplificando ligas met\u00e1licas com a\u00a0Tabela 2.<\/strong><\/p>\n

Tabela 2. Exemplos de Ligas met\u00e1licas<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Exemplos de Ligas Met\u00e1licas<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
LIGA<\/strong><\/td>\nMETAL<\/strong><\/td>\nSUBST\u00c2NCIA ADICIONADA<\/strong><\/td>\nEXEMPLO DE APLICA\u00c7\u00c3O<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Lat\u00e3o<\/strong><\/td>\nCu<\/td>\nZn<\/td>\nObjetos dom\u00e9sticos<\/td>\n<\/tr>\n
Bronze<\/strong><\/td>\nCu<\/td>\nSn, Pb, etc.<\/td>\nSinos<\/td>\n<\/tr>\n
Solda<\/strong><\/td>\nSn<\/td>\nPb<\/td>\nSolda el\u00e9trica<\/td>\n<\/tr>\n
Ouro 18 quilates<\/strong><\/td>\nAu<\/td>\nCu<\/td>\nJ\u00f3ias<\/td>\n<\/tr>\n
Ouro Branco<\/strong><\/td>\nAu<\/td>\nAg<\/td>\nJ\u00f3ias<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Fonte: www.ebah.com.br<\/p>\n

For\u00e7as Entre Mol\u00e9culas<\/h6>\n

\n

De que \u00e9 feita a mat\u00e9ria?<\/h4>\n

Os cientistas acreditam que a mat\u00e9ria \u00e9 feita de mol\u00e9culas.Suponha que voc\u00ea pudesse quebrar um gr\u00e3o de sal cada vez em peda\u00e7os menores.<\/p>\n

Se voc\u00ea pudesse repetir a opera\u00e7\u00e3o milh\u00f5es de v\u00eazes voc\u00ea finalmente chegaria \u00e0 menor por\u00e7\u00e3o poss\u00edvel de sal, uma part\u00edcula de comprimento da ordem de alguns cent\u00e9simos de milion\u00e9simo do cent\u00edmetro. N\u00f3s a chamamos de mol\u00e9cula.<\/p>\n

As mol\u00e9culas s\u00e3o constitu\u00eddas de part\u00edculas menores chamadas \u00e1tomos. A mol\u00e9cula de sal cont\u00e9m um \u00e1tomo de cloro e um \u00e1tomo de s\u00f3dio. O cloro e o s\u00f3dio, isoladamente, s\u00e3o bem diferentes do sal de cozinha, pois ambos s\u00e3o subst\u00e2ncias venenosas.<\/p>\n

Mol\u00e9cula \u00e9 a menor por\u00e7\u00e3o de uma subst\u00e2ncia que tem as propriedades da mesma. Os qu\u00edmicos podem combinar os \u00e1tomos, de v\u00e1rios modos, para formar mol\u00e9culas, mas os pr\u00f3prios \u00e1tomos n\u00e3o podem ser grandemente alterados por processos qu\u00edmicos.<\/p>\n

As mol\u00e9culas s\u00e3o t\u00e3o pequenas que se voc\u00ea colocasse bilh\u00f5es delas lado a lado voc\u00ea formaria uma coluna de apenas um cent\u00edmetro, ou menos, de comprimento. H\u00e1 mais mol\u00e9culas num copo de \u00e1gua do que h\u00e1 copos de \u00e1gua no Oceano Atl\u00e2ntico. Suponhamos que voc\u00ea tivesse derramado um copo de \u00e1gua no Oceano Atl\u00e2ntico e pudesse esperar at\u00e9 que ela se espalhasse pelos sete mares.<\/p>\n

Se, ent\u00e3o, voc\u00ea tivesse um copo de \u00e1gua do mar voc\u00ea recolheria milhares das mol\u00e9culas que voc\u00ea p\u00f4s antes.<\/p>\n

Gases, l\u00edquidos e s\u00f3lidos<\/h4>\n

A mat\u00e9ria pode existir em tr\u00eas diferentes estados – gasoso, l\u00edquido e s\u00f3lido. As mol\u00e9culas atraem-se com f\u00f4r\u00e7as que aumentam \u00e0 medida que diminuem as dist\u00e2ncias entre as mol\u00e9culas.<\/p>\n

No ar ou em qualquer outro g\u00e1s, as mol\u00e9culas est\u00e3o t\u00e3o separadas que elas n\u00e3o se atraem fortemente.<\/p>\n

As mol\u00e9culas de um g\u00e1s se movem de um lado para outro, em linha reta, chocando-se umas com as outras, como abelhas numa caixa. Como as mol\u00e9culas de um g\u00e1s n\u00e3o se prendem umas \u00e0s outras, o g\u00e1s pode expandir-se livremente. \u00cale sempre enche completamente o recipiente que o cont\u00e9m.<\/p>\n

Abra um vidro de am\u00f4nia. As mol\u00e9culas de am\u00f4nia escapar\u00e3o d\u00eale de modo que voc\u00ea pode sentir o cheiro de am\u00f4nia em t\u00f4da, a sala. Um g\u00e1s n\u00e3o tem superf\u00edcie pr\u00f3pria.<\/p>\n

Um g\u00e1s n\u00e3o tem forma nem volume definidos. As mol\u00e9culas de um l\u00edquido podem mover-se de um ponto a outro, mas elas est\u00e3o t\u00e3o juntas que o movimento n\u00e3o \u00e9 livre. Num copo de \u00e1gua, cada mol\u00e9cula vai caminhando aos encontr\u00f5es, como um menino que quer atravessar uma multid\u00e3o.<\/p>\n

Cada mol\u00e9cula \u00e9 t\u00e3o fortemente atra\u00edda pelas suas vizinhas que ela n\u00e3o pode escapar f\u00e0cilmente do l\u00edquido. Todo l\u00edquido tem uma superf\u00edcie. \u00cale tem um volume definido, mas se adapta a qualquer recipiente.<\/p>\n

Um l\u00edquido tem volume definido, mas n\u00e3o tem forma pr\u00f3pria. Num s\u00f3lido, cada mol\u00e9cula est\u00e1 fortemente ligada \u00e0 sua vizinha. Ela pode vibrar, mas n\u00e3o pode deslocar-se livremente.<\/p>\n

Se voc\u00ea esticar uma mola de a\u00e7o e a soltar, ela voltar\u00e1 \u00e0 forma e tamanho iniciais. Um s\u00f3lido tem forma e volume definidos<\/p>\n

Fonte: www4.prossiga.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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