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Ligações Químicas: Forças intermoleculares

Forças intermoleculares são as forças exercidas para manter unidas duas ou mais moléculas

 

Elas correspondem a ligações químicas que têm a função de unir ou repelir as moléculas de um composto.

As forças intermoleculares provocam estados físicos diferentes nos compostos químicos. Essa interação pode ser mais ou menos forte, conforme a polaridade das moléculas.

As forças intermoleculares são classificadas em três tipos que variam conforme a intensidade:

  • Ligação de Hidrogênio: Ligação de forte intensidade.
  • Dipolo Permanente ou dipolo-dipolo: Ligação de média intensidade.
  • Dipolo Induzido ou Forças de London: Ligação de fraca intensidade.

O conjunto das forças intermoleculares também pode ser chamado de Forças de Van der Waals.

Ligação de Hidrogênio

A ligação ou ponte de hidrogênio ocorre em moléculas polares que têm o hidrogênio unido a elementos com volume atômico baixo e eletronegativos, como o oxigênio (O), Flúor (F) e Nitrogênio (N).

É a força intermolecular mais forte, pois existe uma grande diferença de eletronegatividade entre os elementos.

Um exemplo de ligação de hidrogênio ocorre na molécula de água (H2O).

Dipolo-dipolo

O dipolo-dipolo ocorre entre as moléculas dos compostos polares e é considerada uma interação de força intermediária. Nesse caso, o hidrogênio não interage diretamente com F, N e O.

Os elétrons estão distribuídos de forma assimétrica e assim o elemento mais eletronegativo atrai os elétrons para si.

Nas ligações dipolo-dipolo as moléculas polares interagem de maneira que os polos opostos sejam preservados.

Dipolo induzido

O dipolo induzido é constituído pela atração não gravitacional que ocorre entre todas as moléculas apolares e polares.

Os elétrons estão distribuídos de forma uniforme e não há formação de dipolo elétrico. Porém, quando as moléculas se aproximam induzem a formação de dipolos temporários.

É importante saber que as forças intermoleculares são um tipo de ligação química. As demais são as “forças intramoleculares”.

Assim, as forças intermoleculares são exercidas entre as moléculas e as intramoleculares no interior das moléculas.

Confira nos vídeos abaixo.

As forças intramoleculares são:

Iônica

A ligação iônica é considerada uma ligação química forte. Ela é produzida pela atração eletrostática entre íons de cargas diferentes (+ e -). Consiste na relação estabelecida entre metal e não-metal por meio da transferência de elétrons.

Covalente

As forças que produzem a ligação covalente resultam na partilha de pares de elétrons entre dois átomos de não-metais.

A maior parte dos compostos covalentes tem pontos de ebulição e fusão baixos, são pouco solúveis em água e dissolvem-se com facilidade em solventes apolares.

Metálica

A ligação metálica resulta das forças exercidas no interior das moléculas de substâncias metálicas.

Os metais têm poucos elétrons de valência, sendo bons condutores de eletricidade, calor e refletem a radiação.

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Interação entre biomoléculas

Agronomia Bioquímica

As interações entre as biomoléculas podem ser do tipo covalente ou intermolecular

 

Nas ligações covalentes o par de elétrons é compartilhado por dois átomos. Podemos citar como exemplo a ligação peptídica entre dois aminoácidos, as pontes dissulfeto entre dois átomos de enxofre presentes nas estruturas terciárias de algumas proteínas e a ligação glicosídica entre dois monossacarídeos.
As forças intermoleculares são não-covalentes e mais fracas que as covalentes pois não ocorre o compartilhamento de um par de elétrons. Nessas forças ocorre a atração entre as cargas parciais positivas e negativas de dois átomos de moléculas diferentes fazendo com que as moléculas se aproximem. Existem quatro principais tipos de forças intermoleculares: forças de Van der Waals, eletrostática, ligação de hidrogênio, interação dipolo-dipolo.

Forças de Van der Waals

Nesse tipo de interação intermolecular, a distribuição de cargas em torno de uma molécula muda com o tempo, dessa forma em um dado momento a distribuição de cargas não é simétrica e um lado da molécula apresentará uma grande quantidade de cargas negativas, por exemplo, induzindo dessa forma que uma outra molécula vizinha apresente uma quantidade de cargas positivas correspondente de um lado da molécula, ocorrendo dessa forma a atração entre esses dipolos formados nas moléculas.

Forças de Van der Waals.

Forças de Van der Waals.

Nessa interação, uma molécula induz a formação de um dipolo na outra sendo consideradas as interações mais fracas existentes. Esse tipo de interação ocorre entre os grupos R de aminoácidos apolares.

 

Interação dipolo-dipolo

As forças dipolo – dipolo são interações entre moléculas polares sendo consideradas forças intermediárias.

Interação do tipo dipolo-dipolo.

Interação do tipo dipolo-dipolo.

Na molécula da acetona o átomo de oxigênio, mais eletronegativo, faz uma dupla ligação com o átomo de carbono, menos eletronegativo. Dessa forma há a formação de um dipolo na molécula pois o par de elétrons da ligação C=O estará mais próximo do átomo de oxigênio pois este é o átomo mais eletronegativo. Este adquire carga parcial negativa e deixa o outro lado da molécula (átomo de carbono) com carga elétrica parcial positiva. O lado negativo de uma molécula atrai o positivo da outra e dessa forma ocorre a interação entre as moléculas.

 

Atração eletrostática

Esse tipo de interação é o resultado das forças atrativas entre cargas opostas efetivas de funções polares, ou seja, ocorre devido a atração de uma molécula carregada positivamente com outra molécula carregada negativamente. Essas interações são consideradas as mais fortes existentes e ocorrem entre radicais carregados de aminoácidos.

 

Ligação de Hidrogênio

A ligação de hidrogênio é a interação entre o átomo de hidrogênio ligado a um átomo de O, N ou F de uma molécula com o átomo de N, O ou F de outra molécula. A ligação de hidrogênio é uma força intermolecular mais fraca que a íon-íon mais é mais forte que as forças de Van der Waals ou dipolo – dipolo.
Uma explicação plausível para a formação das ligações de hidrogênio é a de que o par de elétrons que liga um átomo de hidrogênio a um átomo altamente eletronegativo está efetivamente afastado do núcleo do hidrogênio, diminuindo muito a densidade de carga negativa ao redor do núcleo de hidrogênio que é um simples próton. Assim, o próton não blindado atrai elétrons que circundam o átomo eletronegativo de uma molécula vizinha.

Ligação de hidrogênio entre as moléculas de água.

Ligação de hidrogênio entre as moléculas de água.

São consideradas interações de força intermediária e ocorrem entre grupos polares sem carga dos aminoácidos polares.

 

Interação Hidrofóbica

Além desses quatro tipos, existem ainda as interações hidrofóbicas que são atribuídas devido a forte tendência das moléculas de água excluírem grupos ou moléculas apolares. Essas interações ocorrem entre solutos não polares e a água.

Interação hidrofóbica entre solvente apolar e a água.

Interação hidrofóbica entre solvente apolar e a água.

Moléculas apolares de solutos se aglomeram entre si na presença de água, não porque tenham primariamente uma alta afinidade uma pela outra, mas porque a água liga-se fortemente a si mesma.

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