Diga quais são os tipos de forças intermoleculares existentes entre as moléculas em casa uma das seguintes espécies:
\quad \mathrm{NaCl}

Passo 1

O enunciado pede que eu diga quais são os tipos de forças intermoleculares existentes entre as partículas da espécie \mathrm{NaCl}.
Informações dadas:
  • A espécie em análise é \mathrm{NaCl} (apresentei-a em TeX conforme pedido).
    Pergunta a responder:
  • Quais forças intermoleculares ocorrem entre as partículas de \mathrm{NaCl}, considerando as situações de interesse (sólido cristalino, solução aquosa e fase gasosa)?

Passo 2

O que são “forças intermoleculares” e quais tipos relevantes devemos conhecer (explicação didática, sem pular etapas).
  • Intermolecular significa “entre partículas” (moléculas ou íons). Essas forças mantêm agregados (sólidos, líquidos) unidos e determinam propriedades como ponto de fusão, solubilidade etc.
  • Principais tipos úteis aqui (breve resumo):
    1. Força iônica (atração Coulombiana): é a atração entre cargas opostas, muito forte em sólidos iônicos. É descrita qualitativamente pela Lei de Coulomb: F = k\frac{|q_1 q_2|}{r^2},onde F é a força, k é a constante eletrostática, q_1,q_2 são as cargas e r é a distância entre elas. Quanto maior a carga e menor a distância, maior a força.
    2. Interação íon-dipolo: ocorre entre um íon e uma molécula polar (por exemplo, \mathrm{Na^+} com água). A força vem da orientação do dipolo da molécula polar em resposta ao campo do íon. Normalmente é forte e importante em soluções aquosas.
    3. Dipolo–dipolo (forças de orientação): ocorre entre moléculas polares neutras que têm momentos dipolares permanentes; energia menor que a iônica mas significativa em líquidos polares.
    4. Dipolo induzido / íon-induzido-dipolo (Debye): um íon ou dipolo pode induzir um dipolo temporário numa partícula apolar, produzindo atração.
    5. Forças de dispersão de London (van der Waals): estão presentes entre todas as partículas (íons, moléculas), originadas de flutuações na distribuição eletrônica; são fracas, mas universais.
    6. Repulsão de curto alcance: quando cargas de mesmo sinal/eletrons se sobrepõem, aparece repulsão forte (não é atrativa, mas limita aproximação).
Explicação prática: numa substância real vários desses mecanismos podem coexistir; o que muda é qual domina (mais forte) dependendo da natureza das partículas e da fase (sólido, líquido, solução, gás).

Passo 3

Aplicando ao caso: \mathrm{NaCl} no estado sólido cristalino (o caso mais comum que se pensa ao citar \mathrm{NaCl}).
  • Estrutura: um cristal iônico formado por \mathrm{Na^+} e \mathrm{Cl^-} em posições alternadas numa rede. As partículas não são “moléculas” no sentido neutro; são íons.
  • Força predominante: atração iônica (Coulombiana) entre \mathrm{Na^+} e \mathrm{Cl^-}. É essa atração que mantém o retículo e explica o alto ponto de fusão e dureza do sal. Use a ideia da Lei de Coulomb para intuir a intensidade: cargas inteiras ( +1 e -1) e distâncias iônicas pequenas dão forças muito grandes.
  • Outras contribuições: além da atração iônica há repulsão de curto alcance quando íons se aproximam demais (devido à sobreposição eletrônica) e contribuições de dispersão (London) muito menores. Então a imagem correta é: retículo controlado principalmente por interações iônicas, com pequenas correções por repulsão curta e dispersion.

Passo 4

\mathrm{NaCl} em solução aquosa (quando o sal está dissolvido em água)
  • Ao dissolver, o cristal separa-se em íons \mathrm{Na^+} e \mathrm{Cl^-}. Esses íons não ficam isolados: a água é uma molécula polar com momento dipolar, então forma-se uma camada de solvatação (camada de hidratação) em torno de cada íon.
  • Força predominante na solução: interação íon–dipolo entre \mathrm{Na^+}/ \mathrm{Cl^-} e moléculas de água. Essas interações orientam as moléculas de água (a ponta negativa do dipolo aponta para \mathrm{Na^+}, a ponta positiva para \mathrm{Cl^-}), estabilizando os íons em solução.
  • Importância: a magnitude da interação íon–dipolo (junto com a energia reticular do cristal) determina se o sal dissolve ou não. Essas interações costumam ser fortes — suficiente para separar o retículo iônico em muitas situações.
  • Outras interações na solução: interações íon–induzido-dipolo com moléculas apolares presentes, e forças de dispersão entre espécies neutras; interações iônicas entre íons quando a concentração é alta (forças coulombianas retardadas pela constante dielétrica da água).

Passo 5

\mathrm{NaCl} na fase gasosa (moléculas neutras de \mathrm{NaCl}, quando existem)
  • Em condições de vapor a baixa pressão existem moléculas neutras \mathrm{NaCl} (cada uma com momento dipolar, pois \mathrm{Na} e \mathrm{Cl} têm diferenças de eletronegatividade).
  • Interações entre essas moléculas neutras: principalmente dipolo–dipolo (orientação de dipolos permanentes) e forças de dispersão de London. Essas forças são bem mais fracas que a atração iônica do sólido, por isso o sal não é um líquido molecular em condições normais — prefere formar rede iônica sólida.
  • Observação: a existência de moléculas neutras de \mathrm{NaCl} é típica em vapores a altas temperaturas; em condições normais a forma mais estável é o sólido iônico.

Passo 6

Resumo prático para decorar (versão curta e clara, como na prova). Anotar mentalmente as situações (sólido/solução/gás) e relacionar com o tipo de interação:
  • Sólido cristalino: atrações iônicas (Coulombianas) predominantes; repulsão de curto alcance e pequenas forças de dispersão como correção.
  • Em solução aquosa: interações íon–dipolo entre \mathrm{Na^+}/ \mathrm{Cl^-} e moléculas de água; também possíveis íon–induzido-dipolo com apolares.
  • Fase gasosa (moléculas neutras \mathrm{NaCl}): dipolo–dipolo e forças de dispersão (London).
Força prática de estudo: quando vir um composto iônico (como \mathrm{NaCl}), pense imediatamente em “atração iônica no sólido” e “íon–dipolo na água” — isso resolve a maior parte das questões.

Resposta

Sólido cristalino \mathrm{NaCl}: atrações iônicas (Coulombianas) predominantes; repulsão de curto alcance e pequenas forças de dispersão complementares.
\mathrm{NaCl} em solução aquosa: interações íon–dipolo entre \mathrm{Na^+}/ \mathrm{Cl^-} e moléculas de água (hidratação); também íon–induzido-dipolo com apolares.
Fase gasosa (moléculas neutras \mathrm{NaCl}): dipolo–dipolo e forças de dispersão de London.

Exercícios relacionados