Questão 2 ( 1,0 Ponto) - Sobre as interações intermoleculares, qual(is) afirmativa(s) é(são) verdadeira(s)?
1 - A intensidade da interação dipolo-dipolo depende apenas do módulo do vetor de momento de dipolo:
II - A ligação de hidrogênio acontece com elementos muito eletronegativos ligado ao H como o Cl:
111 - Todas as espécies realizam interação de dispersão:
IV - A interação dipolo-dipolo induzida não depende da polarizabilidade da espécie.
a) I
b) 1.111
c) 111 e IV
d) 111
e) l e II
1 - A intensidade da interação dipolo-dipolo depende apenas do módulo do vetor de momento de dipolo:
II - A ligação de hidrogênio acontece com elementos muito eletronegativos ligado ao H como o Cl:
111 - Todas as espécies realizam interação de dispersão:
IV - A interação dipolo-dipolo induzida não depende da polarizabilidade da espécie.
a) I
b) 1.111
c) 111 e IV
d) 111
e) l e II
Passo 1
O enunciado pede para identificar quais das afirmativas
,
,
e
sobre interações intermoleculares são verdadeiras. As afirmativas dadas são:
As opções de resposta são:
a)
b) e
(observação: no enunciado apareceu “1.111”, interpreto como
e
)
c) e
d)
e) e
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 2
Entender o que é momento de dipolo e como ele aparece nas interações dipolo-dipolo. O momento de dipolo elétrico de uma molécula é um vetor definido como
onde
é a carga efetiva separada e
é o vetor que vai do polo negativo ao polo positivo (então
tem direção e sentido). O módulo
informa “quanto” de separação de carga existe, mas a direção importa quando duas moléculas interagem. A energia eletrostática entre dois dipolos permanentes separados por distância
(no regime clássico, para
muito maior que o tamanho das moléculas) é dada por
onde
é a permissividade do vácuo,
é o versor que aponta de um dipolo ao outro, e
são os vetores momento de dipolo das duas moléculas. Expliquei a fórmula para você ver dois pontos importantes: (1) aparecem produtos escalares entre vetores, ou seja, depende das orientações relativas; (2) há dependência com
. Conclusão direta: a intensidade da interação dipolo-dipolo não depende apenas do módulo
— depende também das direções relativas (orientação) e da distância. Portanto a afirmativa
é falsa.
Passo 3
Sobre ligação de hidrogênio: conceitualmente, uma ligação de hidrogênio ocorre quando um átomo de hidrogênio ligado covalentemente a um átomo muito eletronegativo e pequeno (tipicamente
,
ou
) estabelece interação com um par de elétrons não-ligantes (lone pair) numa outra molécula ou grupo funcionais. Características importantes que permitem H-bond forte: alto grau de polarização da ligação
(com
), e presença de par eletrônico concentrado no aceitador. O cloro (
) é eletronegativo, mas é grande e difuso; ligações
não produzem os fortes campos e pares de elétrons pontuais como
. Assim, afirmativas do tipo “H-bond com
” são, em geral, incorretas para a definição comum de ligação de hidrogênio ensinada nas disciplinas; alguns casos muito fracos e especiais podem ser discutidos, mas não são a regra. Portanto a afirmativa
(que diz que H-bond acontece com elementos muito eletronegativos ligados ao H como o
) é falsa.
Passo 4
Interações de dispersão (forças de London): explicação didática. Mesmo átomos ou moléculas não polares têm elétrons que se movem e momentaneamente geram dipolos instantâneos. Esse dipolo instantâneo induz um dipolo em átomos/moléculas vizinhas, resultando em uma interação atrativa chamada força de dispersão. Esta é uma propriedade eletrônica universal: não importa se a espécie é apolar, polar, átomo nobre ou molécula grande — sempre há flutuações eletrônicas. Exemplos úteis: gases nobres como
e
só se condensam (viram líquido) devido a forças de dispersão; hidrocarbonetos apolares têm pontos de ebulição diferentes precisamente por causa de diferenças na intensidade das dispersões (que aumentam com o tamanho/polarizabilidade). Conclusão: a afirmativa
(“Todas as espécies realizam interação de dispersão”) é verdadeira.
Passo 5
Interação dipolo — dipolo induzido (ou dipolo permanente induzindo dipolo numa vizinha): mecanismo e dependência da polarizabilidade. Quando uma molécula com dipolo permanente gera um campo elétrico
numa vizinhança, ela pode induzir um dipolo numa molécula vizinha. O dipolo induzido é proporcional ao campo aplicado:
onde
é a polarizabilidade da espécie induzida (medida de quão facilmente sua nuvem eletrônica se deforma). A energia dessa interação (escala de distância) costuma variar como
constante
(ou seja, depende de
e do quadrado do momento permanente
e decai rapidamente com
). Em palavras: quanto mais polarizável é a molécula, maior será o dipolo induzido e mais forte a interação. Logo, a afirmativa
(“A interação dipolo-dipolo induzida não depende da polarizabilidade”) contradiz a física microscópica do efeito: é falsa.
Passo 6
Resumindo o que já concluímos, explicitamente para cada afirmativa:
— falsa (depende de orientações e distância, não só do módulo).
— falsa (H-bond típico com
,
,
;
não é aceito como exemplo correto aqui).
— verdadeira (forças de dispersão existem entre todas as espécies).
— falsa (interação induzida depende da polarizabilidade
).
Portanto apenas
é verdadeira. Comparando com as opções do enunciado, a opção que corresponde é a letra d), que indica apenas
.
Resposta
d)