As Forças Que Ligam Você

Bolsista: Leidiane Rodrigues Rosa

Você sabe o que faz uma bolha de sabão flutuar?

São as forças intermoleculares. É sobre essas forças que vamos conhecer um pouco.

Johannes Diederik van der Waals nasceu em Novembro 23, 1837, Leiden, Neth. Um físico alemão, Waals ingressou na Universidade de Leiden, e em 1873 escreveu uma tese de doutorado intitulada "Sobre a Continuidade do Estado Líquido e Gasoso" com a qual recebeu um prêmio Nobel em Física em 1910. Ele observou que a equação geral dos gases ideais não correspondia ao observado em gases reais. Waals concluiu que o tamanho da molécula e a força que atua entre elas afetam seu comportamento e introduziu, em 1881, à famosa equação PV=nRT, relacionados ao tamanho e às forças intermoleculares. 

Embora as moléculas de gás sejam extremamente pequenas, cada uma delas tem um tamanho diferente - circunstância que afetam o comportamento das moléculas de diferentes gases, ele reescreveu a equação dos gases ideais e publicou uma nova equação, conhecida como equação de van der Waals para os gases reais, este trabalho permitiu que James Dewar e Heike K. Onnes alcançarem a liquefação do gás hidrogênio e hélio.

Em 1877, van der Waals começou a trabalhar como professor de física da Universidade de Amsterdam, posto que ocupou  até 1907. E morreu em Março 9, 1923, Amsterdam.

 As forças que atuam entre as moléculas de um gás são denominadas de forças de van der Waals (em sua homenagem) ou forças intermoleculares. As forças exercidas entre moléculas (forças intermoleculares) obedecem ao estado físico das substâncias. Os compostos moleculares se encontram à temperatura ambiente nos três estados físicos: sólido, líquido e gasoso

Regra geral: Quanto menos intensas forem as forças intermoleculares, mais volátil será a substância e menor será a sua temperatura de ebulição (T.E.). Os líquidos mais voláteis que conhecemos são: a gasolina, o álcool, a acetona e o éter.

As forças intermoleculares têm origem eletrônica: surgem de uma atração eletrostática entre nuvens de elétrons e núcleos atômicos. São fracas, se comparadas às ligações covalentes ou iônicas. As forças de van der Waals, (forças intermoleculares), podem surgir de 3 fontes.

Em primeiro, as moléculas de alguns materiais, embora eletricamente neutras, podem possuir um dipolo elétrico permanente. Devido a alguma distorção na distribuição da carga elétrica, um lado da molécula e ligeiramente mais "positivo" e o outro é ligeiramente mais "negativo". A tendência é destas moléculas se alinharem, e interagirem umas com as outras, por atração eletrostática entre os dipolos opostos. Esta interação é chamada de dipolo-dipolo.

Em segundo, a presença de moléculas que tem dipolos permanentes pode distorcer a distribuição de carga elétrica em outras moléculas vizinhas, mesmo as que não possuem dipolos (apolares), através de uma polarização induzida. Esta interação é chamada de dipolo-dipolo induzido.

E, em terceiro, mesmo em moléculas que não possuem momento de dipolo permanente (gás nobre, neônio ou no líquido orgânico benzeno) existe uma força de atração, foi primeiramente o físico polonês Fritz London, que as relacionou com o movimento eletrônico nas moléculas. London sugeriu que, em um determinado instante, o centro de carga negativa dos elétrons e de carga positiva do núcleo atômico poderia não coincidir, transformando as moléculas apolares, tal como o benzeno, em dipolos tempos-dependentes. Estes dipolos instantâneos não podem orientar-se para um alinhamento de suas moléculas, mas eles podem induzir a polarização das moléculas adjacentes, resultando em forças atrativas e estão presentes em moléculas apolares e, entre moléculas polares. Estas forças são conhecidas como forças de dispersão (ou forças de London).

Referências

http://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/forcas-intermoleculares-estado-fisico-materia.htm

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html

http://www.explicatorium.com/Johannes-van-der-Waals.php