Identifique os tipos de forças intermoleculares que possam surgir entre as moléculas das seguintes substâncias:
\mathrm{Cl}_{2}

Passo 1

O enunciado pede: identificar os tipos de forças intermoleculares que possam surgir entre as moléculas de \mathrm{Cl}_2.
Informações relevantes dadas ou óbvias a partir do enunciado:
  • A substância considerada é a molécula diatômica \mathrm{Cl}_2.
  • Cada molécula é formada por dois átomos de cloro idênticos ligados covalentemente.
  • Não há hidrogênio na molécula e os dois átomos têm a mesma eletronegatividade.

Passo 2

O que precisamos verificar para responder: quais mecanismos de interação (forças intermoleculares) podem atuar entre moléculas neutras? Vou listar os tipos mais comuns e o que eles exigem, pra daí checar quais se aplicam a \mathrm{Cl}_2.
  • Forças de London (dispersão): aparecem mesmo em moléculas apolares; surgem por flutuações momentâneas da nuvem eletrônica que criam dipolos instantâneos e induzem dipolos nas moléculas vizinhas.
  • Interações dipolo-dipolo permanentes: exigem que as moléculas tenham um dipolo elétrico permanente (momento dipolar \mu\neq0).
  • Ligações de hidrogênio: exigem presença de \mathrm{H} ligado a \mathrm{N}, \mathrm{O} ou \mathrm{F} e uma molécula aceitando essa ligação.
  • Interações íon-dipolo / iônicas: exigem íons ou espécies carregadas.
    Agora vamos verificar, passo a passo, quais desses se aplicam a \mathrm{Cl}_2.

Passo 3

Análise da molécula \mathrm{Cl}_2: por ser diatômica homonuclear (dois átomos iguais), a distribuição eletrônica é simétrica. Isso implica que o momento dipolar permanente da molécula é nulo; em notação,
\mu = 0.
Explicando de modo bem simples: como ambos os átomos puxam os elétrons com a mesma intensidade, não há um “lado positivo” e um “lado negativo” permanente na molécula. Portanto não existe dipolo permanente em \mathrm{Cl}_2.

Passo 4

Consequências dessa análise:
  • Interações dipolo-dipolo permanentes: não existem entre moléculas de \mathrm{Cl}_2, porque \mu=0.
  • Ligações de hidrogênio: impossíveis aqui, pois não há átomos de \mathrm{H} na molécula.
  • Interações íon-dipolo / iônicas: não se aplicam entre moléculas neutras de \mathrm{Cl}_2.

Passo 5

Explicando a força que realmente atua: forças de London (também chamadas dispersão ou dipolo instantâneo — dipolo induzido). Vou explicar como elas surgem, passo a passo e de forma prática:
  • Mesmo numa molécula apolar como \mathrm{Cl}_2, os elétrons estão em movimento e, em certo instante, podem ficar distribuídos de forma não simétrica. Isso cria um dipolo instantâneo temporário.
  • Esse dipolo instantâneo cria um campo elétrico que polariza (induz) a distribuição eletrônica de moléculas vizinhas, gerando dipolos induzidos. A interação entre o dipolo instantâneo e os dipolos induzidos resulta numa força atrativa.
  • Essas interações são chamadas de forças de dispersão de London e existem entre todas as moléculas, mas são a única contribuição importante quando as moléculas são apolares.
  • A força de London fica mais forte quando a nuvem eletrônica é mais polarizável; em termos práticos, moléculas maiores/mais pesadas e com elétrons mais facilmente deslocáveis têm forças de dispersão mais intensas. \mathrm{Cl}_2 tem nuvem eletrônica razoavelmente polarizável (mais que, por exemplo, \mathrm{F}_2), então as dispersões são suficientes para manter \mathrm{Cl}_2 como gás volátil, mas com interações detectáveis entre moléculas.

Passo 6

Resumo do porquê só aparecem dispersões em \mathrm{Cl}_2:
  • Não há dipolo permanente ( \mu=0) → eliminei dipolo-dipolo.
  • Não há \mathrm{H} ligado a \mathrm{N}/\mathrm{O}/\mathrm{F} → eliminei ligação de hidrogênio.
  • Não há íons → eliminei forças íon-dipolo/iónica.
    Logo, a única interação intermolecular relevante entre moléculas de \mathrm{Cl}_2 é a interação de dispersão de London (dipolo instantâneo — dipolo induzido).

Resposta

Forças de dispersão de London (dipolo instantâneo — dipolo induzido).

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