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 para a energia de cada tipo de interação, considerando magnitudes características de cargas e dipolos :
Aqui é a polarizabilidade do i-ésimo átomo/molécula.
Passo 3
Para uma mesma escala de distância , comparando as potências de , obtemos a força (módulo da energia) na ordem
Passo 4
Agora refinamos para o caso de dipolo–dipolo em duas fases diferentes:
– Na fase gasosa, as moléculas estão mais separadas (maior ), logo é menor.
– Na fase sólida, os centros de moléculas polares ficam mais próximos (menor r), aumentando l|Edipolodipolo, sólidor|ó.