Explique os seguintes tipos de forças atrativas:
b) Força dipolo-dipolo;

Passo 1

O enunciado pede para explicar a força dipolo-dipolo, que é um tipo de interação intermolecular atrativa entre moléculas polares. O conteúdo da matéria envolve concentração em polaridade molecular, momento de dipolo e leis básicas da eletrostática.

Passo 2

Uma molécula é chamada de polar quando sua distribuição eletrônica não é simétrica, gerando uma separação de cargas parciais. Essa separação é representada por cargas \delta^+ (parcialmente positivas) e \delta^- (parcialmente negativas). O conceito-chave é o momento de dipolo \mu, definido como
\mu = q \, d
onde q é a carga parcial e d a distância entre os centros de carga positiva e negativa. Quanto maior \mu, mais polar é a molécula.

Passo 3

Quando duas moléculas polares se aproximam, o pólo \delta^+ de uma tende a se alinhar com o pólo \delta^- da outra, criando uma atração eletrostática. Na configuração ideal, as linhas do dipolo se orientam de forma que polos opostos fiquem frente a frente, minimizando a energia do sistema. Essa interação fixa entre dipolos permanentes recebe também o nome de interação de Keesom.

Passo 4

A energia potencial aproximada de duas moléculas com momentos de dipolo \mu_1 e \mu_2, separadas por uma distância r, é dada por
U(r) \approx -\frac{\mu_1\,\mu_2}{4\pi \varepsilon_0 \,r^3}\,,
onde \varepsilon_0 é a permissividade do vácuo. Da expressão nota-se que:
  1. A força é mais forte para dipolos maiores \mu grande).
  2. Cai rapidamente com o aumento de r ( \propto r^{-3}.
  3. Em fluidos a rotação molecular média faz com que o valor efetivo médio varie ainda mais depressa \propto r^{-6}.

Passo 5

Fatores que influenciam a força dipolo-dipolo:
– Intensidade do momento de dipolo \mu.
– Distância entre moléculas r.
– Temperatura (movimento térmico dificulta o alinhamento).
Exemplos de moléculas que exibem essa força: cloreto de hidrogênio \ce{HCl}, formaldeído \ce{H2CO}, água \ce{H2O}.

Resposta

A força dipolo-dipolo ocorre entre moléculas polares, que possuem momentos de dipolo permanentes \mu. Elas se alinham de modo que polos opostos \delta^+ e \delta^- se atraem, gerando uma energia de interação aprox.
U(r)\approx -\frac{\mu_1\mu_2}{4\pi\varepsilon_0\,r^3}.
Essa interação é mais intensa que forças de dispersão simples, mas geralmente mais fraca que ligações de hidrogênio.

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