Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

Embora as moléculas tenham a mesma fórmula molecular (C5H12) e,
portanto, o mesmo número de elétrons, elas apresentam pontos de ebulição
diferentes. A explicação para esse fato reside, justamente, nas diferentes “formas”
apresentadas pelas moléculas. Ou seja, as moléculas do pentano – ao contrário
do 2,2-dimetilpropano – são alongadas, o que possibilita uma interação mais forte
entre as cargas parciais instantâneas de moléculas vizinhas. Como resultado, as
substâncias constituídas de moléculas de cadeia linear (ou alongadas)
apresentam geralmente forças de London mais fortes que as de cadeia ramificada
(ou esféricas) contendo o mesmo número de elétrons. Logo, apresentam – em
regra – maiores pontos de fusão e ebulição.
A ligação de hidrogênio
A ligação de hidrogênio é um tipo de força intermolecular - forte por natureza
– e que é específica para determinadas moléculas. Para ilustrar este tipo de
interação entre moléculas, comparemos, por exemplo, as propriedades físicas da
água com o sulfeto de hidrogênio, H2S. Nota-se que – à temperatura ambiente – a
água é um líquido, porém o H2S é um gás, apesar de possuir muito mais elétrons
e, portanto, forças de London mais fortes. Como explicar essa diferença
exorbitante, principalmente ao lembrarmos que o ponto de ebulição da água é 100
0 C e o do sulfeto de hidrogênio é - 60 0 C?
A forte interação se deve à “ligação de hidrogênio” formada entre o átomo
de O de uma molécula de água e um dos átomos de H de outra molécula de água
presente na vizinhança. Além da água, observamos na Fig. 56 um comportamento
anômalo da amônia e do fluoreto de hidrogênio em relação a outros compostos
binários de elementos dos grupos 14 a 17 da tabela periódica.
Como se pode observar na Fig. 56, os pontos de ebulição – à exceção do
NH3, HF e H2O – aumentam de cima para baixo no grupo, pois as forças de
atração de London aumentam devido ao aumento do número de elétrons e da
polarizabilidade (α). A anomalia no comportamento do HF e NH3 se deve à
mesma razão que justifica o comportamento da água: a ligação de hidrogênio
formada entre os átomos de F e N de uma molécula e um dos átomos de H de
outra vizinha.
Em que circunstâncias podem se formar ligações de hidrogênio?
A ligação de hidrogênio se formará sempre que um átomo pequeno e
altamente eletronegativo – especificamente F, O e N – estiver ligado ao átomo de
hidrogênio. Pois, quando isso ocorre, as ligações H – F, O – H e N – H são
polares o suficiente para atrair com força o par de elétrons da ligação deixando o
átomo de H com uma “carga parcial bastante positiva”. Este átomo, por ser muito
pequeno cujo núcleo encontra-se desprotegido, poderá se aproximar bastante de
um dos pares de elétrons do O ou F ou N de uma outra molécula. Como resultado,
teremos a formação de uma ligação forte (a ligação de H) resultante da atração
entre o par isolado (do O ou F ou N) e a carga parcial do átomo de H.
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