Determine que tipo de forças intermoleculares as substâncias (interação dela com ela mesmo) a seguir podem realizar? Pode ser mais de uma força intermolecular em alguns casos.
Octano,
Octano,
Passo 1
O enunciado pede: determinar que tipo(s) de forças intermoleculares a substância octano, com fórmula
, pode exercer entre moléculas idênticas (ou seja, interação “ela com ela mesma”). Informação dada: a molécula é um hidrocarboneto alcano linear de oito carbonos, representado por
. Não há outras informações fornecidas.
Passo 2
Vou listar de forma simples as forças intermoleculares possíveis em geral, para sabermos quais testar:
- Forças de London (forças de dispersão, ou dipolo instantâneo — dipolo induzido): surgem entre quaisquer moléculas por causa de flutuações momentâneas da nuvem eletrônica.
- Forças dipolo-dipolo permanentes: entre moléculas que têm um dipolo elétrico permanente.
- Forças dipolo induzido (dipolo permanente — dipolo induzido): quando uma molécula polar induz um dipolo numa não polar.
- Ligação de hidrogénio (hydrogen bonding): caso haja
ligado a , ou , e uma outra molécula com par de elétrons disponível. - Interações íon-íon / íon-dipolo: requerem íons (não é o caso aqui).
Essas definições rápidas servem para checar cada uma para o octano.
Passo 3
Determinar se a molécula é polar (importante para dipolo-dipolo e dipolo-induzido):
- Ligação
: a diferença de eletronegatividade é pequena. Em TeX: Isso gera apenas uma muito pequena polaridade nas ligações . - Geometria:
é um hidrocarboneto praticamente apolar — as pequenas polaridades das ligações se cancelam ou distribuem de forma que não há um dipolo permanente significativo.
Conclusão deste passo: octano é essencialmente uma molécula apolar (não possui dipolo permanente relevante).
Passo 4
Verificação de ligação de hidrogénio:
- Ligação de hidrogénio exige
ligado a , ou . - Octano tem apenas
e , sem átomos altamente eletronegativos ligados ao .
Conclusão: octano NÃO forma ligação de hidrogénio entre suas moléculas.
Passo 5
Verificação de dipolo-dipolo permanente e íon-dipolo / íon-íon:
- Dipolo-dipolo permanente requer moléculas polares; octano é apolar, então não há dipolo-dipolo entre moléculas de octano.
- Não há íons na substância pura, então íon-íon e íon-dipolo não se aplicam.
Conclusão: não há forças dipolo-dipolo permanentes entre moléculas de octano.
Passo 6
Forças de London / dispersão:
- Mesmo moléculas apolares têm flutuações instantâneas da nuvem eletrônica que criam dipolos instantâneos; esses dipolos instantâneos induzem dipolos em moléculas vizinhas. Essa interação é chamada de força de dispersão de London (ou dipolo instantâneo — dipolo induzido).
- A intensidade dessas forças depende da polarizabilidade, que aumenta com:
- maior número de elétrons (moléculas maiores = mais forte),
- maior área de contato entre moléculas (cadeias longas têm mais superfície de contato).
- Octano (
) é relativamente grande entre os alcanos leves, então as forças de dispersão são relativamente fortes — isso explica por que alcanos maiores têm pontos de ebulição muito maiores que os menores. Exemplos numéricos (para intuição): Essa grande diferença mostra como as forças de dispersão crescem com o tamanho da molécula.
Conclusão: a interação dominante entre moléculas de octano é a força de dispersão de London (dipolo instantâneo — dipolo induzido).
Passo 7
Observações finais práticas para a prova (como reconhecer rápido na hora):
- Se a molécula é um hidrocarboneto (somente
e ), responda imediatamente: principal interação = forças de dispersão de London. - Diga explicitamente que não há ligação de hidrogénio nem dipolo-dipolo permanente, porque faltam átomos eletronegativos e dipolo permanente.
- Se pedirem “pode ser mais de uma”: indique que além das forças de dispersão (sempre presentes), em presença de moléculas polares externas poderia ocorrer dipolo induzido (mas entre moléculas idênticas de octano isso é a própria dispersão).
Resposta
Forças de dispersão de London (dipolo instantâneo — dipolo induzido).