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, \mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18}

Passo 1

O enunciado pede: determinar que tipo(s) de forças intermoleculares a substância octano, com fórmula \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}, 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 \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}. 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 \mathrm{H} ligado a \mathrm{N}, \mathrm{O} ou \mathrm{F}, 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 \mathrm{C}\!-\!\mathrm{H}: a diferença de eletronegatividade é pequena. Em TeX: \chi_{\mathrm{C}}=2{,}55,\qquad \chi_{\mathrm{H}}=2{,}20,\qquad \Delta\chi=0{,}35.Isso gera apenas uma muito pequena polaridade nas ligações \mathrm{C}\!-\!\mathrm{H}.
  • Geometria: \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18} é um hidrocarboneto praticamente apolar — as pequenas polaridades das ligações \mathrm{C}\!-\!\mathrm{H} 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 \mathrm{H} ligado a \mathrm{N}, \mathrm{O} ou \mathrm{F}.
  • Octano tem apenas \mathrm{C} e \mathrm{H}, sem átomos altamente eletronegativos ligados ao \mathrm{H}.
    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 ( \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}) 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): \text{Ponto de ebulição do metano} \approx -161{,}5^\circ\mathrm{C},\qquad \text{do n-octano} \approx 125{,}6^\circ\mathrm{C}.çãEssa 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 \mathrm{C} e \mathrm{H}), 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).

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