Dois átomos de elementos diferentes se aproximam. Discuta a força de atração intermolecular que surge entre eles e como ela se relaciona com as características dos átomos.

Passo 1

O enunciado pede que discutamos a força de atração intermolecular que surge quando dois átomos de elementos diferentes se aproximam, relacionando-a com propriedades atômicas como polarizabilidade e energia de ionização. O conteúdo é a força de van der Waals (dispersão de London) e o equilíbrio entre atração e repulsão eletrônica.

Passo 2

Quando dois átomos neutros se aproximam, flutuações instantâneas na densidade eletrônica de cada um geram dipolos induzidos. Um dipolo momentâneo num átomo induz um dipolo complementar no outro, dando origem a uma força atrativa, mesmo na ausência de dipolos permanentes. Essa é a chamada força de dispersão de London.

Passo 3

A energia potencial de atração de London entre os dois átomos, em função da distância R, tem o comportamento assintótico
U_{\text{atr}}(R) = -\frac{C_6}{R^6},
onde C_6 é o coeficiente de dispersão que encapsula a capacidade de cada átomo de polarizar-se e induzir polarização no vizinho.

Passo 4

O coeficiente C_6 depende das polarizabilidades \alpha_1 e \alpha_2 dos átomos e de suas energias de ionização I_1 e I_2. Uma expressão aproximada é
C_6 \propto \frac{\alpha_1\,\alpha_2\,I_1\,I_2}{I_1 + I_2}.
Quanto maior for a polarizabilidade (ou seja, quanto mais frouxamente ligados estiverem os elétrons) e menor for a energia de ionização, maior será C_6 e mais forte a atração de dispersion.

Passo 5

Em distâncias muito curtas, a sobreposição dos orbitais eletrônicos provoca repulsão forte, dominada pelo princípio de exclusão de Pauli. Essa parte repulsiva pode ser modelada por um termo como
U_{\text{rep}}(R) \approx \frac{C_{12}}{R^{12}},
com C_{12}>0.

Passo 6

O potencial intermolecular total fica
U(R) = \frac{C_{12}}{R^{12}} - \frac{C_{6}}{R^{6}},
de onde a força é
F(R) = -\frac{\mathrm{d}U}{\mathrm{d}R} = -\frac{12\,C_{12}}{R^{13}} + \frac{6\,C_{6}}{R^{7}}.
Existe um ponto de mínimo em U(R) (equilíbrio), que determina a distância de van der Waals entre os átomos.

Passo 7

Em resumo, a força de atração intermolecular entre os dois átomos é a força de dispersão de London. Sua intensidade cresce com a polarizabilidade (logo, com o raio atômico e com o número de elétrons) e decresce com a energia de ionização. Átomos grandes e com elétrons mais facilmente deslocáveis geram maiores coeficientes C_6 e, portanto, atrações mais fortes.

Resposta

A atração é a força de dispersão de London, descrita por um potencial U(R)=C_{12}/R^{12}-C_{6}/R^{6}. O coeficiente C_{6} aumenta com a polarizabilidade dos átomos (maior raio atômico e elétrons mais frouxos) e com baixas energias de ionização, o que faz a atração ser mais intensa para átomos maiores e mais polarizáveis.

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