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
(hidrazina). Informação fornecida: a substância é
. A tarefa é listar e explicar quais interações intermoleculares ocorrem entre suas moléculas.
Passo 2
Entender a estrutura da molécula para saber quais forças são possíveis.
- A fórmula é
. Cada átomo de nitrogênio está ligado a dois hidrogênios e ao outro nitrogênio por ligação simples: há uma ligação e quatro ligações no total. - Cada nitrogênio tem um par eletrônico não ligado (par isolado, ou lone pair). A hibridação de cada N é aproximadamente
, e a geometria local é de pirâmide trigonal (semiplana), não plana. - As ligações
são polares porque o nitrogênio é mais eletronegativo que o hidrogênio; devido à geometria assimétrica, a molécula tem momento dipolar permanente (é polar). - Conclusão prática: há átomos de H ligados a N (possíveis doadores de ligação de hidrogênio) e há pares isolados em N (possíveis aceitadores). Também há polaridade permanente e, como em toda molécula, possibilidade de flutuações eletrônicas instantâneas.
Passo 3
Forças de dispersão de London (forças de London, dipolo induzido-dipolo induzido).
- Definição simples: são atrações causadas por flutuações temporárias na distribuição eletrônica que induzem dipolos instantâneos em moléculas vizinhas.
- Propriedade: ocorrem entre todas as moléculas, polaras ou apolares. Sua intensidade cresce com a polarizabilidade (normalmente com o tamanho/masse/numero de elétrons).
- Aplicação a
: presentes sempre, então a hidrazina também apresenta forças de dispersão. Elas contribuem para a coesão além das outras forças.
Passo 4
Forças dipolo-dipolo permanentes.
- Definição: atração entre dipolos permanentes de moléculas polares; alinhamento de polos opostos reduz energia e atrai moléculas.
- Como identificar numa prova: verificar se a molécula tem ligações polares e se a geometria permite que os vetores de dipolo não se cancelem, resultando em um momento dipolar líquido diferente de zero.
- Aplicação a
: as ligações são polares e a geometria da molécula é assimétrica → existe dipolo permanente, logo forças dipolo-dipolo atuam entre moléculas de hidrazina.
Passo 5
Ligações de hidrogênio (um caso particular e forte de interação dipolo-dipolo).
- Critério prático e fácil de memorizar: para haver ligação de hidrogênio clássica, precisa de um hidrogênio ligado covalentemente a
, ou (doadores) e de um átomo com par solitário de , ou em outra molécula (aceitador). - Aplicação a
: cada nitrogênio possui um par isolado (aceitador) e há hidrogênios ligados a nitrogênio (doadores). Portanto, moléculas vizinhas podem formar ligações de hidrogênio do tipo . - Consequências: essas ligações de hidrogênio aumentam ponto de ebulição, viscosidade e coesão relativa àquelas substâncias que só têm dispersão; explicam por que a hidrazina tem ponto de ebulição relativamente alto para sua massa molar.
Passo 6
Outras interações menores e hierarquia de forças.
- Dipolo induzido (dipolo permanente induzindo dipolo em outra molécula) é uma variação e pode ocorrer, mas é geralmente de menor importância comparada às três citadas.
- Não há interações iônicas nem metálicas entre moléculas neutras de
. - Ordem típica de intensidade (geral, depende do sistema): ligações de hidrogênio (mais fortes entre as intermoleculares citadas) > dipolo-dipolo permanente > forças de dispersão (para moléculas pequenas a moderadas). Mesmo assim, as dispersões são sempre presentes.
Passo 7
Resumo prático para usar na prova (regra mnemônica e dica).
- Regra para identificar rapidamente: “tem H ligado a N/O/F? → pensar em ligação de hidrogênio; é polar? → dipolo-dipolo; sempre → dispersão.”
- Aplicando a
: há (sim) e pares isolados em N (sim) → colocar ligação de hidrogênio primeiro, depois dipolo-dipolo por ser polar, e sempre listar forças de dispersão.
Resposta
Ligações de hidrogênio do tipo
Forças dipolo–dipolo permanentes
Forças de dispersão de London (dipolo induzido – dipolo induzido)
Forças dipolo–dipolo permanentes
Forças de dispersão de London (dipolo induzido – dipolo induzido)