Explique o significado da interação íon-dipolo. Forneça um exemplo.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que é a interação íon-dipolo, um tipo de força intermolecular importante em soluções iônicas, e dar um exemplo prático. Para isso vamos precisar entender o que é um dipolo molecular, como um íon e esse dipolo se atraem por forças elétricas e, por fim, ilustrar com um caso comum em química de engenharia.

Passo 2

Primeiro, um dipolo molecular é uma distribuição assimétrica de cargas dentro de uma molécula, que pode ser representada por um vetor de momento de dipolo \mu. Em moléculas polares, como a água, temos separação parcial de carga: o átomo de oxigênio fica parcialmente negativo e os hidrogênios ficam parcialmente positivos, gerando \mu.

Passo 3

A interação íon-dipolo ocorre quando um íon com carga q (por exemplo, q=+e ou q=-e) aproxima-se de uma molécula polar de momento \mu. A atração eletrostática faz com que o lado de carga oposta do dipolo se oriente em direção ao íon. A energia aproximada dessa interação, considerando orientação ideal (ângulo \theta=0), é dada por
U(r) \approx -\,\frac{q\,\mu}{4\pi\varepsilon_{0}\,r^{2}},
onde r é a distância entre o íon e o centro do dipolo e \varepsilon_{0} a permissividade do vácuo. Quanto menor r e maior \mu, mais forte a interação.

Passo 4

Um exemplo clássico é a solvatação de cloreto de sódio em água. Ao dissolver NaCl, o cátion \mathrm{Na}^{+} atrai o lado negativo (oxigênio) das moléculas de \mathrm{H_{2}O}, enquanto o ânion \mathrm{Cl}^{-} atrai o lado positivo (hidrogênios). Esse alinhamento íon-dipolo estabiliza os íons em solução e explica por que sais iônicos se dissolvem tão bem em solventes polares como a água.

Resposta

A interação íon-dipolo é a atração eletrostática entre um íon carregado e uma molécula polar orientada de modo que sua carga parcial oposta fique virada para o íon. Exemplo: na dissolução de NaCl em água, \mathrm{Na}^{+} é rodeado pelo oxigênio parcialmente negativo das moléculas de \mathrm{H_{2}O} e \mathrm{Cl}^{-} pelos hidrogênios parcialmente positivos.

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