Qual é a principal interação intermolecular responsável pela atração:
b) Entre uma molécula de álcool e uma molécula de água?
Justifique sua resposta.
b) Entre uma molécula de álcool e uma molécula de água?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a principal interação intermolecular responsável pela atração entre uma molécula de álcool e uma molécula de água, e pede justificativa. Informações relevantes fornecidas pelo enunciado (implícitas nas palavras):
- A molécula de álcool contém o grupo funcional
(onde é uma cadeia orgânica). - A molécula de água é
.
Estas são as únicas informações que precisamos usar para identificar a interação.
Passo 2
Antes de responder, vamos revisar rapidamente os tipos principais de interações intermoleculares, bem de leve:
- Forças de dispersão de London: presentes em todas as moléculas; vêm de flutuações momentâneas de carga. Geralmente fracas, mas sempre existem.
- Forças dipolo–dipolo: ocorrem entre moléculas polares, quando há regiões com cargas parciais
e permanentes que se atraem. - Ligações de hidrogênio (ponte de hidrogênio): um caso especial e mais forte de interação dipolo–dipolo que acontece quando um hidrogênio ligado covalentemente a um átomo muito eletronegativo (normalmente N, O ou F) é atraído por um par de elétrons não ligantes em outro átomo eletronegativo, formando uma ligação intermolecular relativamente forte.
Passo 3
Agora identifiquemos as características das moléculas que importam aqui:
- No grupo
do álcool existe uma ligação covalente . O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, então essa ligação é polar: o oxigênio fica com carga parcial negativa e o hidrogênio com carga parcial positiva . - Na água
cada oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes (pares solitários) e também ligações polares, de modo que a água tem tanto hidrogênios com quanto oxigênio com pares livres.
Passo 4
Critério para haver ligação de hidrogênio:
- É preciso que exista um hidrogênio ligado a
, ou (doador de H) — aqui o álcool tem ligado a , e a água também. - É preciso que exista um átomo eletronegativo com par de elétrons não ligantes (aceptor) — aqui o oxigênio da água (e também o oxigênio do álcool) tem pares não ligantes.
Portanto, as duas moléculas satisfazem os requisitos: o hidrogênio do grupodo álcool pode interagir com um par livre do oxigênio da água, formando uma ponte de hidrogênio. Também ocorre a interação recíproca (H da água com O do álcool).
Passo 5
Vou explicar por que essa é a interação “principal” (ou mais importante) e não apenas uma fraca força de van der Waals:
- A ponte de hidrogênio é muito mais forte que as forças de dispersão e tipicamente mais forte que um simples dipolo–dipolo. Em termos qualitativos: enquanto dispersões são fracas e temporárias, a H‑ligação é dirigida por cargas parciais permanentes e pela geometria (alinhamento H···😮).
- Na prática, a presença de
aumenta muito a afinidade entre álcool e água: é por isso que muitos álcoois (como etanol) são solúveis em água — as ligações de hidrogênio entre as moléculas favorecem mistura e atração forte entre elas.
Passo 6
Descrição mecânica simples (como você pode desenhar mentalmente para a prova):
- Pense no álcool como
e na água como . - A atração principal é entre o
do grupo do álcool e o par de elétrons livres do oxigênio da água, algo como
onde os pontos representam a ponte de hidrogênio
.
- Essa interação é direcional e relativamente forte, e é a que domina a atração intermolecular específica entre álcool e água.
Passo 7
Dica rápida para a prova (para você se sentir confiante): sempre que vir um
, pergunte: “há um átomo eletronegativo com pares livres na vizinhança?” — se sim, força a favor de ponte de hidrogênio. Assim você identifica rápido a interação correta sem hesitar.
Resposta
Ligação de hidrogênio (ponte de hidrogênio) entre o hidrogênio do grupo
do álcool e o par de elétrons livres do oxigênio da água.