(2 p) Quais destas forças são forças Van der Waals? Marque todas.
Tempo restante 3:48:0 Atenção: Não marque as forças que não são do tipo Van der Waals. Para cada força marcada erradamente, pontos são subtraídos.
Escolha uma ou mais:
ligação de hidrogênio
entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento)
entre um íon e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
entre um íon e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento)
entre dois íons
entre um íon e uma molécula neutra polar estacionária
entre duas moléculas neutras apolares (pelos momentos induzidos)
entre duas moléculas neutras polares estacionárias
entre duas moléculas neutras polares com rotação livre (pelo alinhamento dos momentos)
Tempo restante 3:48:0 Atenção: Não marque as forças que não são do tipo Van der Waals. Para cada força marcada erradamente, pontos são subtraídos.
Passo 1
O enunciado pede: escolher (marcar) todas as alternativas que representam forças de Van der Waals. Foram dadas 10 alternativas; devo indicar quais são interações que se encaixam na definição usual de forças de Van der Waals. Lista das alternativas (copiadas do enunciado, para eu não me perder):
- ligação de hidrogênio
- entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento)
- entre um íon e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
- entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
- entre um íon e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento)
- entre dois íons
- entre um íon e uma molécula neutra polar estacionária
- entre duas moléculas neutras apolares (pelos momentos induzidos)
- entre duas moléculas neutras polares estacionárias
- entre duas moléculas neutras polares com rotação livre (pelo alinhamento dos momentos)
Passo 2
O que são “forças de Van der Waals”? Explicação didática e curta:
- Van der Waals é um termo guarda-chuva para interações intermoleculares não covalentes fracas que surgem de flutuações e orientações de dipolos. As três categorias clássicas são:
- Keesom (orientação): interação entre dipolos permanentes (dipolo-dipolo). É dependente da orientação e da temperatura (porque rotação térmica interfere).
- Debye (indução): interação entre um dipolo permanente e um dipolo induzido em outra molécula (dipolo–induzido).
- London (dispersão): interação entre dipolos induzidos temporariamente por flutuações eletrônicas — existe mesmo entre moléculas apolares.
Essas três (Keesom, Debye, London) são o que normalmente se chama “forças de Van der Waals” em química física. Existem outras forças intermoleculares (ligações de hidrogênio, interações íon-dipolo, forças iônicas) que são de natureza eletrostática mais forte ou específicas e normalmente não são agrupadas com as Van der Waals nas questões clássicas.
Passo 3
Detalhando cada tipo (com exemplos e como reconhecer na prova):
- Keesom — dipolo-dipolo (permanente/permanente): ocorre quando duas moléculas têm momentos dipolares permanentes e se orientam de forma a minimizar energia (ex.: HCl com HCl). Mesmo se as moléculas giram, ainda há uma média de interação; a força efetiva pode depender da liberdade rotacional e da temperatura.
- Debye — dipolo induzido (permanente + apolar): uma molécula polar aproxima-se de uma apolar e induz um dipolo nela (desloca a nuvem eletrônica). É mais fraca que Keesom em geral, mas é uma van der Waals (indução).
- London — dispersão (apolar + apolar): flutuações instantâneas da nuvem eletrônica em uma molécula induzem flutuações na outra; existe entre quaisquer moléculas, dominante em apolares.
Dica para a prova: se a interação envolve “momentos induzidos” entre moléculas neutras ou “alinhamento de momentos” entre moléculas neutras, você provavelmente está diante de Keesom, Debye ou London — ou seja, Van der Waals. Se aparecer “íon” ou “ligação de hidrogênio” ou “força iônica”, trate com cuidado: esses costumam ser colocados como NÃO Van der Waals.
Passo 4
Por que ligação de hidrogênio geralmente NÃO é classificada como Van der Waals (opção 1)?
- Ligação de hidrogênio é uma interação direcional forte entre H ligado a um átomo muito eletronegativo (O, N, F) e um par livre de outro átomo eletronegativo. Embora tenha componente dipolar, é tratada como uma categoria própria porque é mais forte e específica que as Van der Waals; portanto, não marquei a opção 1.
Passo 5
Interações envolvendo íons — por que, em geral, NÃO marcar como Van der Waals (opções 3, 5, 6, 7)?
- Interações íon-íon (opção 6) e íon-dipolo (opções 5 e 7) são interações eletrostáticas coulombianas fortes; são classificadas separadamente como interações iônicas/íon-dipolo, não como as fracas Van der Waals.
- O caso “íon e molécula neutra apolar (pelo momento induzido)” (opção 3) é uma indução por carga: o íon polariza a nuvem eletrônica da molécula apolar — essa é uma força de indução (ion–induzido). Embora fisicamente seja uma interação de indução, muitos cursos e provas NÃO contam interações com cargas formais (íons) como “Van der Waals” no sentido clássico que a questão quer (Keesom/Debye/London). Portanto, para evitar penalizações em questão de prova tipo exame, não devemos marcar opções que envolvem íons, a menos que a enquete explicitamente diga que inclui ion–induzido. Aqui o enunciado pede estritamente “forças Van der Waals”, então não marcamos interações com íons.
Passo 6
Agora aplicando isso opção a opção (explicando e classificando cada uma, devagar — ideal para a prova):
- ligação de hidrogênio — explicado no Passo 4: não é classificada aqui como Van der Waals.
- entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento) — isso descreve interação entre dipolos permanentes com possível alinhamento; é Keesom (dipolo-dipolo), portanto é Van der Waals.
- entre um íon e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido) — isso é ion–induzido; por envolver carga formal (íon) não marcamos como Van der Waals nesta questão.
- entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido) — isso é dipolo–induzido (Debye), que é uma classe clássica de Van der Waals. Marcar.
- entre um íon e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento) — ion–dipolo (íon com dipolo permanente): interação eletrostática, não Van der Waals.
- entre dois íons — força iônica coulombiana: não Van der Waals.
- entre um íon e uma molécula neutra polar estacionária — ion–dipolo: não Van der Waals.
- entre duas moléculas neutras apolares (pelos momentos induzidos) — descrição clássica de forças de dispersão de London: definitivamente Van der Waals.
- entre duas moléculas neutras polares estacionárias — duas dipolos permanentes: Keesom (dipolo-dipolo), Van der Waals.
- entre duas moléculas neutras polares com rotação livre (pelo alinhamento dos momentos) — também dipolo–dipolo (Keesom), com rotação considerada; ainda é Van der Waals.
Passo 7
Resumo rápido de memorização (pra você guardar antes da prova):
- Marque quando for: dipolo–dipolo (permanente/permanente), dipolo–induzido (permanente + apolar), dispersão/London (apolar + apolar).
- Não marque quando houver íon (interação iônica/íon–dipolo) ou quando pedem “ligação de hidrogênio” (categoria especial). Isso evita perda de pontos por marcar errado.
Resposta
entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra polar com rotação livre (pelo alinhamento do momento)
entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
entre duas moléculas neutras apolares (pelos momentos induzidos)
entre duas moléculas neutras polares estacionárias
entre duas moléculas neutras polares com rotação livre (pelo alinhamento dos momentos)
entre uma molécula neutra polar estacionária e uma molécula neutra apolar (pelo momento induzido)
entre duas moléculas neutras apolares (pelos momentos induzidos)
entre duas moléculas neutras polares estacionárias
entre duas moléculas neutras polares com rotação livre (pelo alinhamento dos momentos)