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
.
Informações dadas (ou inferíveis diretamente da fórmula):
- A substância é
(duas ligações H–S e um átomo central S). - Não foi fornecida figura nem outros dados experimentais; portanto vou deduzir a geometria e polaridade a partir da estrutura eletrônica da molécula.
Passo 2
Determinar a estrutura eletrônica e a geometria da molécula (passo a passo, sem dar nada como óbvio).
- Número de elétrons de valência:
- Ao formar duas ligações S–H usa-se
pares de elétrons (um por ligação), sobrando elétrons, isto é, dois pares isolados (lone pairs) no enxofre. - Com dois pares de ligação e dois pares isolados no átomo central, a geometria eletrônica é tetraédrica e a geometria molecular é angular (bent), análoga à da água (mas com ângulos um pouco diferentes).
Passo 3
Avaliar se as ligações são polares (isso determina se há dipolo permanente).
- Eletronegatividades aproximadas: enxofre
, hidrogênio . - Diferença:
- Essa diferença indica que cada ligação H–S é levemente polar (o S atrai um pouco mais os elétrons que o H), logo existem dipolos nas ligas H–S apontando aproximadamente para o S.
Passo 4
Concluir se a molécula tem dipolo resultante.
- Como a geometria é angular (não linear) e as duas ligações têm dipolos apontando para o S, esses dipolos não se cancelam totalmente.
- Portanto
possui um dipolo permanente — é uma molécula polar (embora menos polar que a água).
Passo 5
Força intermolecular 1: forças de London (forças de dispersão/induzidas instantâneas).
- Definição rápida e didática: mesmo átomos e moléculas apolares ou polares têm flutuações temporárias na distribuição eletrônica; essas flutuações criam dipolos instantâneos que induzem dipolos em vizinhos, gerando forças atrativas chamadas de dispersion forces ou forças de London.
- Presença em
: inevitavelmente presentes em todas as moléculas. Além disso, enxofre é relativamente grande e mais polarizável que oxigênio, o que aumenta a intensidade das forças de dispersão em .
Passo 6
Força intermolecular 2: dipolo–dipolo (forças de Keesom, entre dipolos permanentes).
- Definição didática: quando duas moléculas têm dipolos permanentes, orientações favoráveis entre elas (positivo de uma perto do negativo da outra) produzem atração elétrica permanente chamada dipolo–dipolo.
- Aplicação a
: como a molécula é polar (veja passos anteriores), existem interações dipolo–dipolo entre moléculas de . Essas forças somam-se às forças de dispersão.
Passo 7
Força intermolecular 3: dipolo–induzido (forças de Debye) — menção e explicação.
- Definição: uma molécula polar pode induzir um dipolo em uma molécula vizinha (mesmo apolar) ao distorcer sua nuvem eletrônica; essa interação é chamada dipolo–induzido.
- Aplicação: em amostras reais haverá interação dipolo–induzido entre moléculas de
e entre e outras espécies — é uma contribuição que geralmente acompanha as dispersões.
Passo 8
Discussão sobre ligação de hidrogênio (por que em geral NÃO há H-bond em
).
- Condição clássica para ligação de hidrogênio forte: átomo de hidrogênio ligado a um átomo muito eletronegativo e pequeno — tipicamente N, O ou F — de modo que o H fica fortemente parcial positivo e o doador aceita um par livre fortemente localizado.
- No caso de
: - S não é tão eletronegativo quanto O, N ou F e é maior (mais difuso), logo o hidrogênio ligado a S não fica suficientemente positivo para formar ligações de hidrogênio fortes comparáveis às O–H…O ou N–H…O.
- Portanto, em condições normais diz-se que
NÃO forma ligações de hidrogênio significativas.
- Observaçãozinha extra (útil para prova): pode haver interações S⋯H muito fracas em alguns complexos (às vezes chamadas de interações tipo “H-bond fraca”), mas são desprezíveis quando comparadas às ligações de hidrogênio clássicas de moléculas com O–H ou N–H. Para provas, conte como “sem ligação de hidrogênio”.
Passo 9
Argumento experimental rápido para reforçar a conclusão (comparação com água).
- Se
formasse ligações de hidrogênio fortes como a água, seu ponto de ebulição seria alto. Na realidade: - Essa grande diferença mostra que
não tem redes de ligações de hidrogênio fortes como a água; suas interações dominantes são dipolo–dipolo + dispersão.
Passo 10
Resumo objetivo e direto (o que você precisa escrever na prova).
- Forças presentes e relevantes entre moléculas de
: forças de dispersão (London), forças dipolo–dipolo permanentes e contribuições dipolo–induzido. - Ligação de hidrogênio: não presente em sentido significativo (apenas interações H–S muito fracas, geralmente desprezíveis).
Resposta
Forças de dispersão de London; forças dipolo–dipolo (entre dipolos permanentes); dipolo–induzido. Não apresenta ligação de hidrogênio significativa.