1. Explique o que são forças de Van der Waals.

As forças de Van de Waals são ligações secundárias entre átomos/moléculas e representam ligações intermoleculares fracas. São provenientes principalmente da polarização entre moléculas (presenta de dipolos). São classificadas em 4 forças: dipolopermanente x dipolo-permanente, dipolo-permanente x dipolo-induzido, dipolo-induzido x dipolo-induzido e pontes de hidrogênio.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o que são forças de Van der Waals, ou seja, explicar a natureza desse tipo de interação intermolecular e listar suas principais modalidades. Vamos tratar do conceito geral e depois detalhar as quatro classes mencionadas (dipolo-permanente–dipolo-permanente, dipolo-permanente–dipolo-induzido, dipolo-induzido–dipolo-induzido e ponte de hidrogênio).

Passo 2

Forças de Van der Waals são interações atrativas fracas que ocorrem entre moléculas ou átomos neutros. Elas surgem quando há polarização temporária ou permanente das nuvens eletrônicas, criando dipolos que se atraem mutuamente. São muito mais fracas que ligações covalentes ou iônicas, mas fundamentais para propriedades de líquidos e sólidos moleculares (pontos de fusão/ebulição, solubilidade etc.).

Passo 3

Na interação dipolo-permanente × dipolo-permanente (força de Keesom), duas moléculas com momentos de dipolo elétrico fixos (por ex., HCl) alinham-se de forma que pólos opostos se aproximem. A energia potencial é inversamente proporcional ao cubo da distância entre centros, portanto decai rápido com o afastamento.

Passo 4

Na interação dipolo-permanente × dipolo-induzido (força de Debye), uma molécula polar fixa aproxima-se de outra neutra, induzindo nela um dipolo transitório. Esse dipolo induzido atrai a molécula polar original. A intensidade também decai com a distância, mas depende tanto do momento de dipolo permanente quanto da polarizabilidade da molécula neutra.

Passo 5

Na interação dipolo-induzido × dipolo-induzido (forças de dispersão de London), flutuações momentâneas na distribuição eletrônica de uma molécula geram um dipolo instantâneo, que induz dipolos em vizinhas. É a única interação possível entre moléculas apolares (por ex., gases nobres, hidrocarbonetos). Apesar de fraca, cresce com o aumento da massa molar e da superfície de contato.

Passo 6

Ponte de hidrogênio é um caso especial de força de Van der Waals muito mais forte. Ocorre quando um átomo de hidrogênio ligado a átomo altamente eletronegativo (O, N ou F) forma uma ligação atrativa com o par de elétrons livres de outra molécula. Exemplo clássico: ligação H–O···H–O na água, responsável a ponto de ebulição relativamente alto.

Resposta

Forças de Van der Waals são interações intermoleculares fracas originadas de dipolos permanentes ou transitórios e se dividem em quatro tipos principais:
  • dipolo-permanente × dipolo-permanente (Keesom),
  • dipolo-permanente × dipolo-induzido (Debye),
  • dipolo-induzido × dipolo-induzido (London),
  • e ponte de hidrogênio (caso especial, mais forte). Essas forças explicam muitas propriedades físicas de líquidos e sólidos moleculares.

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