Identificação do grupo

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Componentes: Lucivânia, Eliana, Jemima, Iasmin, Layze, Paulo Henrique, Keven, Tanilo, Mateus, Tamilles e Michelle

Série: 1º

Turma: 08

Turno: Matutino

Professora: Márcia Cristina

Disciplina: Química
 

Moléculas polares e moléculas apolares

Surge, agora, uma pergunta importante: quando uma molécula tem ligações polares, ela será obrigatoriamente polar? Nem sempre, como você poderá ver pelos exemplos seguintes.

A molécula BeH3 tem duas ligações polares, pois o hidrogênio é mais eletronegativo do que o berílio. No entanto, considerando que a molécula é linear, a atração do hidrogênio da esquerda é contrabalançada pela atração do hidrogênio da direita, e como resultado teremos uma molécula não-polar ou apolar. Uma ligação covalente polar pode ser considerada um vetor momento dipolar e nesse caso a resultante final dos dois vetores é nula.

A molécula BCℓ3 tem três ligações polares. No entanto a disposição dos átomos na molácula faz com que os três vetores momento dipolar se anulem e, como resultado, a molécula é apolar.

A molécula da água (H2O) é angular. Conseqüentemente os dois vetores não se anulam, e a molécula é polar; o lado onde estão os hidrogênios é o mai eletropositivo; pelo contrário, o lado do oxigênio é o mais eletronegativo.

A molécula do amoníaco (NH3), tem a forma de uma pirâmide, e acima do nitrogênio existe um par eletrônico livre (elétrons não-ligantes). Aqui também os vetores momento dipolar não se anulam e, como resultado, a molécula é polar — junto dos hidrogênios, a molécula é mais eletroposita; e, junto do par eletrônico livre, ela é mais eletronegativa.

A molécula do tetracloreto de carbono (CCℓ4) tem forma tetraédrica. Existem quatro ligações polares, mas os vetores se anulam e, conseqüentemente, a molécula é apolar. No entanto bastaria trocar, por exemplo, um átomo de cloro por um de hidrogênio, para que a nova molécula (CHCℓ3) fosse polar, isto é, quando os vetores momento dipolar não se anulam a molécula é polar.

Com base nesses exemplos, podemos concluir que a olaridade de uma molécula depende não só da polaridade de suas ligações, mas também da forma geométrica da molécula. Quando os vetores momento dipolar se anulam, ela será apolar. Pelo contrário, quando os vetores momento dipolar não se anulam, a molécula será polar.

As moléculas polares se orientam sob a ação de um campo elétrico externo conforme as figuras:
A medida da polaridade das moléculas é feita pelo chamado momento dipolar, e que depende da diferença de eletronegatividade e da distância entre os átomos da ligação.
É importante ainda comentar que a polaridade das moléculas influi nas propriedades das substâncias. Um exemplo importante é o da miscibilidade (ou solubidade) das substâncias. A água e o álcool comun, que são polares, misturam-se em qualquer proporção. A gasolina e o querosene, que são apolares, também se misturam em qualquer proporção. Já a água (polar) e a gasolina (apolar) não e misturam. Desses conceitos decorre a seguinte regra prática:



Substância polar tende a se dissolver em outra substância polar e substância apolar tende a se dissolver em outra substância apolar. Ou, de forma mais resumida, "semelhante dissolve semelhante".
 

Forças de Van der Waals

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Logicamente, tudo que acabamos de explicar não se aplica às moléculas apolares, nem aos gases nobres, que são formados por átomos isolados). não havendo atração elétrica entre essas moléculas, elas deveriam permanecer sempre afastadas, o que equivale dizer: no estado gasoso. No entanto muitas substâncias apolares são líquidas, e mesmo quando gasosas elas podem ser liquefeitas e solidificadas em temperaturas muito baixas. Surge, então, a pergunta: qual é a força que mantém unidas as moléculas apolares? São as chamadas forças de Van der Waals, ou forças de dispeção de London, que são cerca de dez vezes mais fracas do que as foças dipolo - dipolo, e resultam do seguinte: mesmo sendo apolar, a molécula contém muitos elétrons, que se movimentam rapidamente. Pode acontecer, num dado instante, de uma molécula estar com mais elétrons de um lado que o outro; essamolécula estará, então, momoentameamente polarizadae, por indução elétrica, irá provocar a polarização de uma molécula vizinha ( dipolo induzido ), resultando uma atração fraca entre ambas. Essa atração é a força de Van der Waals ou força de London, ou ainda dipolo instântaneo - dipolo induzido.


Alguns exemplos:

Certas colas conseguem colar dois objetos em virtude de forças intermoleculares que se formam entre suas moléculas e as moléculas da superficie do objeto.

As lagartixas andam nos tetos e nas paredes em virtude das forças de Van der Waals, que dão a aderência entre suas patas e a superficie poronde caminham.


Moléculas apolares, quando afastadas, praticamente não se atraem
Quando as moléculas estiverem proximas, o dipolo instantâneo de uma molécula induz um dipolo na outra
Surgem atrações entre os dipolos induzidos. As moléculas se unem, constituindo um liquido ou um sólido.
 

Pontes de hidrogênio

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Um caso extremo de atração dipolo - dipolo ocorrre quando temos o hidrogênio ligado a átomos pequenos a fortemente eletronegativos, especialmente a flúor, o oxigênio e o nitrogênio, e existe fundamentalmente no estado sólido e no líquido.
No esquema abaixo, representamos a estrutura da agua no estado líquido, na qual as pontes de hidrogênio estão indicadas por linhas tracejadas. Por esse motivo, alguns químicos segerem que a água deveria ser representada por ( H²O ) o que indica um agrupamento de N moléculas de
água.


.

Equanto a água liquida tem suas moléculas dispostas tridicionalmente, mas de uma forma mais ou menos desorganizada, o gelo tem as suas moléculas arrumadas numa grade cristalina espacial, organixada e mais espaçada do que a água líquida. Disso resulta o fato de o gelo ser menos denso do que a água líquida.




Outra consequência importante das pontes de hidrogênio esxistentes na água é sua alta tensão superficial. As moléculas que estão no interior do líquido atraem e são atraídas por todas as moléculas vizinhas, de tal modo que essas forças se quilibram; já as moléculas se atraem mais fortemente e criam uma pelicula semelhante a uma película elástica na supefície da água ( isso ocorre com todos os liquidos; estamos apenas dizendo que o fenômeno é particularmenteintenso na água).
A tensão superficial da água explica vários fenômenos.
 

Forças dipolo - dipolo

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Quando uma molecula é polar, como, por exemplo, HCL , ela apresenta uma extremidade mais positiva e outra mais eletronegativa:

S+ S-
H + CL


Sendo assim, a molécula polar é um dipolo elétrico permanente.
Evidentemente, o lado positivo de uma molécula passa a atrair o lado negativo da molécula vizinha e assim sucessivamente. Essas forças de coesão recebem o nome de forças dipolo - dipolo ou ainda dipolo permanente - dipolo permanente
 

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Em condições ambientais, os compostos iônicos são solidos, devido ás forças elétricas de atração entre seus cátions e ânions. Do mesmo modo, os metais são quase todos sólidos, devido á forte união que a ligação metálica exerce sobre seus átomos. já as substâncias covalentes podem ser sólidas, líquidas ou gasosas; isso prova que entre suas moléculas podem existir forças de atração maiores ou menores. São exatamente essas forças ou ligações entre as moléculas ( intermoleculares ) que iremos estudar neste item.
 

Ligações polares e ligações apolares

Uma decorrência importante do estudo da eletronegatividade dos elementos é que, em função da diferença de eletronegatividade (Δ) entre os átomos envolvidos, podemos classificar as ligações covalentes em:

Ligações apolares: são as que apresentam diferença de eletronegatividade igual a zero (ou muito próxima de zero).

Exemplos:

• Сℓ ― Сℓ
• ↓ - ↓
• 3,0 - 3,0 → Eletronegatividade: → Δ = 3,0 - 3,0 = 0

• H ― Te ― H
• ------- ↓ - ↓
• -------2,1 - 2,1 → Δ = 2,1 - 2,1 = 0

Ligações polares: são as que apresentam diferença de eletronegatividade diferente de zero.
Exemplos:

• H ― Сℓ
• ↓ - ↓
• 2,1 - 3,0 → Δ = 3,0 - 2,1 = 0,9

• ---- I ― F
• ----↓ - ↓
• ---2,5 - 4,0 → Δ = 4,0 - 2,5 = 1,5

É preciso salientar o seguinte: quando a diferença de eletronegatividade ultrapassa o valor de 1,7 , a atração de um dos átomos pelo par eletrônico é tão grande que o átomo rompe a ligação covalente, tornando-a uma ligação iônica.
Por exemplo:

• Na - Сℓ
• ↓ - ↓
• 0,9 - 3,0 → Δ = 3,0 - 0,9 = 2,1 (Ligação iônica)

• K - F
• ↓ - ↓
• 0,8 - 4,0 → Δ = 4,0 - 0,8 = 3,2 (Ligação iônica)

Conseqüentemente, podemos afirmar que existe uma transição gradativa entre as ligações covalentes e as iônicas, à proporção que o valor Δ aumenta. Podemos construir a seguinte tabela: