Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

avaliar quantitativamente a energia potencial coulômbica de interação entre a
carga máxima do íon e cada uma das cargas parciais da molécula polar, ou seja:
U ∝ - ⎜z⎜ μ / r 2 (32)
onde ⎜z⎜ é a magnitude da carga do íon (a carga sem o sinal) e μ é o momento
dipolar elétrico da molécula polar. Além disso, o sinal negativo que aparece na Eq.
28 indica que a energia potencial do íon diminui devido à sua interação com o
solvente polar. E finalmente o fator 1 / r 2 significa que a interação entre um íon e
um dipolo decresce mais rapidamente com a distância do que quando
consideramos a interação eletrostática entre dois íons e, portanto, tem um
alcance menor. Como resultado, as moléculas polares necessitam estar próximas
a um íon – quase em contato – para que a interação seja significativa.
As forças íon-dipolo tornam-se mais pronunciadas à medida que:
♦ a carga do íon aumenta;
♦ o raio iônico diminui.
Além disso, a interação é – por via de regra – mais expressiva com os “íons
positivos” do que com os “íons negativos”, pois aqueles costumam ser menores
(menor valor de “r” na Eq. 28) que os últimos. A extensão da hidratação para os
cátions dos metais alcalinos é, em geral, Li + > Na + > K + > Cs + .
Para ilustrar o efeito da carga na extensão da hidratação basta fazer uma
comparação entre os sais de cátions “bário” e de “potássio”. Sabe-se que eles
apresentam raios similares (136 pm para Ba 2+ e 138 pm para K + ), porém a maior
carga do Ba 2+ favorece uma maior capacidade de hidratação. É por isso que o
cloreto de bário é encontrado como BaCl2.2H2O, ou seja, hidratado, mas o cloreto
de potássio é anidro (KCl).
Outra implicação importante da presença da forças íon-dipolo é o fato do
lítio e sódio formarem sais hidratados quando cristalizados de uma solução
aquosa (por exemplo, o Na2CO3.10H2O). Isto não ocorre com os metais alcalinos
que têm cátions maiores, que o caso do potássio (K + ), rubídio (Rb + ) e césio (Cs + ).
As forças dipolo permanente-dipolo permanente
Para discutir este tipo de força intermolecular, considere a molécula CH3Cl
(clorometano) rodeada por outras moléculas da mesma espécie. Esta molécula é
polar, como se pode observar claramente que seu momento dipolar elétrico é
diferente de zero.
Sabe-se que o clorometano é um gás em condições ambientes, porém
condensa a - 24 0 C e congela a - 97 0 C. Assim, quando essa substância se
encontra, por exemplo, no estado sólido, presume-se que a carga parcial negativa
de um átomo Cl em uma molécula esteja muito próxima à carga positiva dos
átomos de H presentes em uma molécula vizinha (Fig. 52).
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