Qual é a principal interação intermolecular responsável pela atração:
b) Entre uma molécula de álcool e uma molécula de água?
Justifique sua resposta.

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 \mathrm{R\!-\!OH} (onde \mathrm{R} é uma cadeia orgânica).
  • A molécula de água é \mathrm{H_2O}.
    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 \delta^+ e \delta^- 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 \mathrm{R\!-\!OH} do álcool existe uma ligação covalente \mathrm{O\!-\!H}. O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, então essa ligação é polar: o oxigênio fica com carga parcial negativa \delta^- e o hidrogênio com carga parcial positiva \delta^+.
  • Na água \mathrm{H_2O} cada oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes (pares solitários) e também ligações \mathrm{O\!-\!H} polares, de modo que a água tem tanto hidrogênios com \delta^+ quanto oxigênio com pares livres.

Passo 4

Critério para haver ligação de hidrogênio:
  • É preciso que exista um hidrogênio ligado a \mathrm{O}, \mathrm{N} ou \mathrm{F} (doador de H) — aqui o álcool tem \mathrm{H} ligado a \mathrm{O}, 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 grupo \mathrm{-OH} do 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 \mathrm{-OH} 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 \mathrm{R\!-\!O\delta^-\!-\!H\delta^+} e na água como \mathrm{:O\delta^- \!-\! H\delta^+}.
  • A atração principal é entre o \mathrm{H\delta^+} do grupo \mathrm{-OH} do álcool e o par de elétrons livres do oxigênio da água, algo como
\mathrm{R\!-\!O\!-\!H}\;\cdots\;:\mathrm{O\!H_2},
onde os pontos representam a ponte de hidrogênio \mathrm{H\! \cdots \!O}.
  • 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 \mathrm{-OH}, 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 \mathrm{-OH} do álcool e o par de elétrons livres do oxigênio da água.

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