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Interações intermoleculares são as forças de atração, de natureza eletrostática, que mantêm as moléculas unidas nos estados sólido, líquido e gasoso. No estado gasoso as moléculas estão em constante movimento e a força de atração entre elas é muito fraca, por isso não nos referimos a esse estado quando tratamos de interações intermoleculares. Para moléculas neutras as interações intermoleculares a serem consideradas são: dispersão de London(dipolo induzido) , interações dipolo - dipolo, e ligação de hidrogênio.
As primeiras, são mais fracas, pois ocorrem em moléculas apolares, nas quais não existe um dipolo permanente – é a distorção da nuvem eletrônica devida à aproximação de uma outra molécula que leva à formação de um dipolo temporário. Em moléculas polares as interações são mais fortes, pois nestas os dipolos são permanentes.
As ligações de hidrogênio são as interações mais fortes das três, podendo ser considerada como um caso extremo das interações dipolo – dipolo, devido a diferença de eletronegatividade entre o hidrogênio e oxigênio, nitrogênio e flúor. É esse tipo de interação que explica porque o papel absorve água mas não uma sacola plástica feita de polietileno.
Outro tipo de interação que também deve ser considerado é a interação íons- dipolo, importante para soluções iônicas. É essa interação a responsável pela solvatação dos íons quando uma substância iônica se dissolve em água, por exemplo. E é também essa interação que permite que uma fralda descartável absorva água, uma vez que o polímero superabsorvente contém íons de sódio e carboxilato.
Interações intermoleculares e sua “atuação” nas lagartixas
Durante muito tempo elaborou-se várias hipóteses para explicar o fato das lagartixas conseguirem subir por superfícies com baixíssima rugosidade, como porcelanas e vidros. Uma das mais interessantes explicações foi a de que as lagartixas possuíam miniventosas em
suas patas. Mas em um experimento para comprovar essa hipótese, em que se fazia vácuo durante o deslocamento da lagartixa por uma parede, observou-se que ela não perdia sua capacidade de adesão à parede mesmo sob o vácuo, o que levou ao descarte dessa hipótese.
Com o avanço das técnicas de microscopia em escala manométrica descobriu-se que as lagartixas possuíam em suas patas uma quantidade muito grande de fios, muito pequenos. Como a superfície desses fios é de substâncias apolares, a soma das forças de baixo poder de atração contidas na enorme área superficial dos pelinhos de suas patas é suficiente para suportar o peso da lagartixa e aderi-la à qualquer superfície, seja lisa ou rugosa. Entretanto, as forças de baixo poder não são tão intensas o suficiente para mantê-la grudada na parede, permitindo que a força de seus músculos puxe a pata e a grude novamente mais adiante.
Interações intermoleculares e solubilidade
Substâncias polares dissolvem substâncias polares e substâncias apolares dissolvem substâncias apolares. Isso se observa quando um mecânico de automóveis lava a mão com gasolina para tirar a graxa, pois ambas são substâncias apolares.
Quando misturamos duas substâncias covalentes pode ocorrer liberação ou absorção de calor. A liberação de calor (processo conhecido como exotérmico) acontece quando há um aumento das interações intermoleculares entre as substâncias que se misturaram, diminuindo suas
Interações intermoleculares e sistemas biológicos
As interações intermoleculares e seu entendimento ganham sua expressão máxima em sistemas biológicos. As moléculas da vida(DNA, RNA, proteínas, etc.) são mantidos em suas estruturas tridimensionais através de interações intra e intermoleculares.
Uma vez que a estrutura tridimensional molecular é responsável pela atividade biológica específica destas moléculas, percebe-se então a importância do entendimento de tais interações. Todos processos orgânicos vitais estão relacionados com o reconhecimento molecular específico inter e intramolecular.
Interações intermoleculares e viscosidade
A viscosidade de um líquido surge das forças entre as moléculas: quando as interações moleculares são fortes, elas mantêm as moléculas unidas e restringem seus movimentos. As fortes ligações de hidrogênio da água dão–lhe viscosidade maior do que a do benzeno. Isso significa que as moléculas de benzeno se deslocam mais facilmente, umas em relação às outras, mas para que as moléculas de água se movam é preciso quebrar as ligações hidrogênio.
O ácido fosfórico e o glicerol são muito viscosos em temperatura normal devido às numerosas ligações hidrogênio que suas moléculas podem formar. A viscosidade usualmente diminui quando a temperatura aumenta. As moléculas têm mais energia em temperaturas mais altas e podem mover-se mais facilmente.
Interações intermoleculares e tensão superficial
A superfície de um líquido é lisa porque as forças intermoleculares tendem a manter juntas as moléculas, puxando-as para o corpo do líquido. A tensão superficial é a resposta ao empuxo em direção ao corpo do líquido. Mais uma vez, espera-se que os líquidos formados por moléculas em que interações intermoleculares são fortes tenham tensão superficial elevada, porque o empuxo para o corpo do líquido, na superfície, deve ser forte. A tensão superficial da água, por exemplo, é aproximadamente três vezes maior do que a da maior parte dos líquidos comuns, devido às ligações de hidrogênio fortes. A tensão superficial no mercúrio é ainda maior, indicando que existem ligações muito forte entre os átomos de mercúrio do líquido.
A tensão superficial explica vários fenômenos rotineiros. Por exemplo, uma gota de líquido suspensa no ar ou em uma superfície encerrada é esférica, porque a tensão superficial faz com que as moléculas assumam a forma mais compacta possível, a esfera. As forças atrativas entre moléculas de água são maiores do que entre a água e a cera, que é feita essencialmente de hidrocarbonetos.
Introdução:
A forma como os átomos estão ligados, assim como as forças que os mantém unidos na formação de estruturas metálicas, covalentes, iônicas ou moleculares são de extrema importância para compreendermos a natureza da matéria e também a disposição da sua estrutura. As propriedades físicas de uma matéria está diretamente ligada à força de intermolecular que interage nela.
Interações intermoleculares e a ação dos detergentes
Detergentes são substâncias que desempenham a função de remover impurezas de superfícies sólidas por meios químicos. Detergência é o conjunto de teoria e prática dessa ação. Espera-se que os detergentes tenham as seguintes características:
I – Sejam capazes de remover a sujeira de uma superfície deslocando-a para o interior de um líquido (água);
II – Sejam capazes de solubilizar ou dispersar a sujeira para impedir que ela volte a se depositar sobre a superfície sólida limpa;
III – Sejam constituídos de moléculas grandes dotadas de uma parte polar e de outra apolar. O grupo polar da molécula dos detergentes interage com a água, enquanto a camada apolar da molécula do detergente interage com a sujeira.
Ele pode agir sobre diferentes tipos de sujeira em uma superfície sólida: partículas de pó, fuligem, óleo ou gorduras pouco polares ou apolares. As moléculas de detergente são polares numa extremidade e apolares na outra. A parte polar é hidrófila e interage com a água. A parte apolar é hidrófoba e deposita-se na superfície sólida em torno da sujeira.
A sujeira é mantida dispersa no meio da água e a superfície sólida é coberta por moléculas do detergente, o que impede que a sujeira volte a se depositar sobre a superfície limpa.
Interações intermoleculares e a silicose
Os operários das indústrias de cerâmica, vidro e aço(siderurgia), principalmente os que operam com broqueamento, detonação e trituração de minérios ou com moagem e peneiramento de matérias- primas ou ainda com o desbaste polimento de peças, estão em constantemente sujeitos à inalação de poeiras, podendo provocar sérios danos ao organismo, particularmente ao pulmão, induzindo doenças crônicas, denominadas pneumoconioses.
Há dois tipos principais de pneumoconioses: as não colágenas e as colágenas. As pneumoconioses não colágenas são provocadas por poeiras de matérias não fibrosos, no entanto, os danos causados ao organismo podem ser revertidos. As pneumoconioses colágenas são provocadas por poeiras de materiais fibrosos como as de sílica(silicose) e de asbesto(asbestose) e causam danos irreversíveis, como a destruição da estrutura alveolar, endurecimento das fibras colágenas do estroma pulmonar e cicatrização permanente do pulmão.
No caso específico da silicose, foram elaboradas muitas teorias para tentar explicar como a sílica produz suas lesões nodulares características do tecido pulmonar. A teoria aceita atualmente é a seguinte:
O pulmão contém células denominadas macrófagos(células de defesa do organismo) , cuja função é capturar e digerir corpos estranhos no organismo, como bactérias e partículas de poeira, por exemplo. O volume, o aspecto e a função dos macrófagos fazem- nos parecidos com os leucócitos.
Os macrófagos movimentam- se por meio de pseudópodos. Localizam, englobam e destroem os corpos estranhos por ação lisossômica, liberando substâncias(enzimas) que literalmente digerem o invasor.
Este processo é denominado fagocitose, e o que os pesquisadores descobriram foi basicamente o seguinte:
A sílica(na sua forma cristalina) teria um efeito tóxico seletivo sobre os macrófagos, que se auto digerem após terem fagocitado partículas de poeira dessa substância. A lise(quebra) dos macrófagos pelo quartzo ocorreria em função da formação de pontes de hidrogênio entre os grupos SiOH formados pela dissolução da sílica na
Interações intermoleculares e o estado físico da água
A molécula de água é composta de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, formando um ‘V’ em um ângulo de 104,45º, com o oxigênio no vértice. Apesar de a molécula ser eletricamente neutra, suas cargas se distribuem de maneira desigual, com carga parcial negativa junto ao oxigênio e carga parcial positiva junto às pontas do ‘V’, onde estão os hidrogênios.
O oxigênio de uma molécula atrai hidrogênios de outras moléculas de água – pois o negativo atrai o positivo –, estabelecendo uma ligação extremamente importante entre moléculas de água, chamada ponte de hidrogênio. Essa interação, criada pelas pontes de hidrogênio, é a responsável pela grande maioria das propriedades da água e, em particular, pelo fato de a água ser líquida à temperatura ambiente, enquanto, em geral, outras moléculas de tamanho semelhante são gases.
Para que a molécula de água possa se comportar como uma molécula de gás (vapor), ela deve quebrar essas pontes de hidrogênio que a unem a moléculas vizinhas e isso custa muita energia. Apesar de ser bem mais fraca que as ligações iônicas (transferência completa de elétrons) e covalentes (compartilhamento de um par de elétrons), essa ligação é mais forte que a maioria das outras ligações entre moléculas.
As moléculas de oxigênio (O 2 ) e de hidrogênio (H 2 ), por exemplo, são apolares,
ou seja, não apresentam desigualdade na distribuição de cargas em seu interior. A interação entre essas moléculas é, portanto, muito mais fraca que a causada pelas pontes de hidrogênio nas moléculas de água.
À temperatura e pressão ambientes, já existe energia suficiente na agitação molecular para que as interações entre moléculas de O 2 ou H 2 sejam quebradas e o oxigênio e o hidrogênio se comportem como gases. Nessas condições de pressão (1 atm), o oxigênio só se tornará líquido à temperatura de -183ºC e o hidrogênio à temperatura de - 252,8ºC.
Interações intermoleculares e bioluminescência
De vaga-lumes a bactérias, uma grande variedade de espécies desenvolveu a capacidade de reproduzir luz própria a partir de processos químicos. Os motivos para esse comportamento vão desde a defesa contra predadores até a necessidade de atrair pares para acasalamento.
Muitos mistérios ainda envolvem as funções da bioluminescência e as consequências relacionadas a ela. Na tentativa de tornar a questão menos obscura, Edith Widder, pesquisadora da Associação de Pesquisa e Conservação de Oceanos Fort Pierce, nos Estados Unidos, publicou esta um artigo na Science no qual revê os principais estudos e conclusões sobre esse fenômeno.
O foco das análises da pesquisadora foi nos animais marinhos, já que dos 700 gêneros bioluminescentes registrados, 80% são encontrados no oceano. Mas o processo básico que envolve a geração de luz é o mesmo em quase todos os animais. Trata-se de uma função exercida pela enzima luciferase, que, ao oxidar a proteína luciferina, emite fótons de luz.
A bioluminescência é comparada à fotossíntese, pois os fótons são absorvidos e sua energia é estocada na forma de ligações químicas de compostos orgânicos, enquanto na bioluminescência as ligações químicas desses compostos são quebradas (por oxidações semelhantes às que ocorrem na combustão), com emissão de fótons.
