3F. 2 Identifique os tipos de forças intermoleculares que podem agir entre as moléculas das seguintes substàncias:
;
Passo 1
O enunciado pede: identificar os tipos de forças intermoleculares que podem agir entre as moléculas de
.
Informação dada: apenas a substância .
Informação dada: apenas a substância
Passo 2
Contar elétrons e desenhar a estrutura de Lewis (passo didático mínimo).
- Enxofre (S) tem
elétrons de valência; cada hidrogénio (H) tem . Portanto o total de elétrons de valência é
- A estrutura de ligação mais simples é
com dois pares de elétrons não ligantes no enxofre. - Pela regra VSEPR (regras de repulsão de pares eletrónicos), uma molécula com duas ligações e dois pares isolados no átomo central tem geometria angular (dobrada, “bent”). Logo a molécula de
é angular.
Passo 3
Determinar se a molécula é polar (essa informação diz que tipos de força dipolares podem existir).
- Eletronegatividades (valores de Pauling, usados apenas para avaliar polaridade):
, . - Diferença de eletronegatividade da ligação H–S:
Isso indica que cada ligação H–S é ligeiramente polar (H com δ+ e S com δ−).
- Como a molécula é angular, os dois vetores dipolo não se cancelam completamente. Portanto
possui um momento dipolar líquido não nulo — isto é, é uma molécula polar.
Passo 4
Forças dipolo–dipolo permanentes (Keesom).
- Definição/ideia: moléculas polares interagem com orientação favorável, atraindo-se por forças entre os pólos + e − permanentes.
- Aplicação a
: sendo a molécula polar, entre moléculas vizinhas haverá interação dipolo–dipolo permanente. Essas forças são de intensidade moderada, dependem do momento dipolar e da orientação relativa das moléculas.
Passo 5
Forças de dispersão de London (forças de Van der Waals induzidas, London).
- Definição/ideia: flutuações eletrónicas instantâneas criam dipolos temporários que induzem dipolos em moléculas vizinhas; isso existe em todas as moléculas (apenas cresce com a polarizabilidade).
- Aplicação a
: o enxofre é relativamente grande e facilmente polarizável, por isso as forças de dispersão entre moléculas de são importantes e frequentemente dominantes em muitos aspectos físicos (por exemplo, ponto de ebulição estaria fortemente influenciado por essas forças).
Passo 6
Forças dipolo–induzido-dipolo (Debye) — comentário prático.
- Definição/ideia: uma molécula polar pode induzir uma distribuição de carga numa vizinha apolar, criando uma atração.
- Aplicação a
: além do dipolo–dipolo e das dispersão, também podem ocorrer interações dipolo–induzido entre moléculas próximas; essas são uma variação/parte das forças de Van der Waals.
Passo 7
Ligação de hidrogénio — avaliar se ocorre entre moléculas de
.
- Critério prático: ligações de hidrogénio fortes e clássicas ocorrem quando o hidrogénio está ligado a átomos muito eletronegativos e pequenos:
, ou . Nesses casos o em H é grande e o átomo vizinho tem pares não ligantes muito “pontiagudos” capazes de aceitar a ligação. - No caso de
: enxofre tem eletronegatividade menor que e e é maior (mais difuso), o no H ligado a S é pequeno e os pares não ligantes do S não formam ligações de hidrogénio fortes. Conclusão: entre moléculas de NÃO ocorrem ligações de hidrogénio significativas. (Nota: em condições muito específicas ou em presença de fortes aceptores, podem existir interacções S–H···X muito fracas, mas não é o caso típico de “ligação de hidrogénio” clássica entre moléculas de .)
Passo 8
Resumo interpretativo (para usar na prova):
- Sempre verifique geometria (VSEPR) e eletronegatividades para decidir se a molécula é polar.
- Se for polar, inclua dipolo–dipolo além das dispersões; se for apolar, só dispersões (mais possivelmente dipolo-induzido em misturas).
- Verifique o critério de ligação de hidrogénio (H ligado a N, O ou F) para poder afirmar presença/ausência de H–ligação.