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
. 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
.
Passo 3
A interação íon-dipolo ocorre quando um íon com carga
(por exemplo,
ou
) aproxima-se de uma molécula polar de momento
. 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
), é dada por
onde
é a distância entre o íon e o centro do dipolo e
a permissividade do vácuo. Quanto menor
e maior
, mais forte a interação.
Passo 4
Um exemplo clássico é a solvatação de cloreto de sódio em água. Ao dissolver NaCl, o cátion
atrai o lado negativo (oxigênio) das moléculas de
, enquanto o ânion
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,
é rodeado pelo oxigênio parcialmente negativo das moléculas de
e
pelos hidrogênios parcialmente positivos.