Coloque os seguintes tipos de interações iônicas e moleculares na ordem crescente de magnitude e justifique:
(a) íon-dipolo;
(b) dipolo induzido-dipolo induzido;
(c) dipolo-dipolo na fase gasosa;
(d) íon-íon;
(e) dipolo-dipolo na fase sólida.

Passo 1

O enunciado pede para ordenar, em ordem crescente de intensidade, cinco tipos de interações intermoleculares ou iônicas:
(a) íon–dipolo;
(b) dipolo induzido–dipolo induzido (forças de London);
(c) dipolo–dipolo na fase gasosa;
(d) íon–íon;
(e) dipolo–dipolo na fase sólida.
O conteúdo principal é eletrostática e dependência da energia de interação com a distância. Vamos usar as leis de Coulomb e as fórmulas gerais de energia para comparar as forças.

Passo 2

Escrevemos as dependências de distância r para a energia de cada tipo de interação, considerando magnitudes características de cargas q e dipolos p:
Eíoníon = q1q24pivarepsilon0,r l(propto r^-1r), íí
Eíondipolo = q,p4pivarepsilon0,r^2 l(propto r^-2r), í
Edipolodipolo = p1,p24pivarepsilon0,r^3 l(propto r^-3r),
Edipolo induzidodipolo induzido l(Londonr) propto alpha1,alpha2r^6 l(propto r^-6r)
Aqui alphai é a polarizabilidade do i-ésimo átomo/molécula.

Passo 3

Para uma mesma escala de distância r, comparando as potências de r, obtemos a força (módulo da energia) na ordem
íoníon ;>; íondipolo ;>; dipolodipolo ;>; dipolo induzidodipolo induzido ííí

Passo 4

Agora refinamos para o caso de dipolo–dipolo em duas fases diferentes:
– Na fase gasosa, as moléculas estão mais separadas (maior r), logo
l|Edipolodipolo, gásr|á é menor.
– Na fase sólida, os centros de moléculas polares ficam mais próximos (menor r), aumentando
l|Edipolodipolo, sólidor|ó.
Assim temos
l|Edipolodipolo, gásr| ;<; l|Edipolodipolo, sólidor| áó

Passo 5

Combinando tudo, o ranking crescente de intensidade (da mais fraca para a mais forte) é:
(b) dipolo induzido–dipolo induzido
<
(c) dipolo–dipolo na fase gasosa
<
(e) dipolo–dipolo na fase sólida
<
(a) íon–dipolo
<
(d) íon–íon

Resposta

(b) < (c) < (e) < (a) < (d)

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