Forças Intermoleculares vs Intramoleculares

As substâncias químicas formam-se quando os átomos ou íons interagem eletrostaticamente. Por exemplo, um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio unem-se covalentemente para formar uma molécula de água. Essas forças de ligação que mantêm os átomos juntos dentro de uma molécula são chamadas de forças intramoleculares.

As forças intramoleculares ditam as propriedades químicas como a estabilidade e os tipos de ligações químicas. Os três tipos básicos são iónicos, covalentes e ligações metálicas. Uma ligação iónica é formada pela transferência de elétrons de valência de um átomo metálico para um átomo não-metálico, que resulta num atração eletrostática entre os íons opostamente carregados.

Forma-se uma ligação covalente quando os átomos não metálicos partilham os seus elétrons de valência. Por último, a ligação metálica resultada da interação entre o conjunto de íons metálicos positivos e um agregado comum de elétrons de valência deslocalizados. No entanto, as interações eletrostáticas não existem apenas dentro de uma molécula mas também entre moléculas.

Por exemplo, na água seja sólida, líquida, ou gasosa as moléculas interagem via interações eletrostáticas não vinculativas ditando o estado da matéria. Estas interações são chamadas de forças intermoleculares e influenciam várias propriedades físicas, como os pontos de fusão e de ebulição. As forças intermoleculares podem ser categorizadas em vários tipos.

As fortes forças íon-dipolo ocorrem entre os íons e as moléculas polares;as forças dipolo dipolo existem entre as moléculas polares, com a ligação de hidrogênio sendo um tipo especial de força dipolo dipolo;e finalmente, a mais fraca de todas forças de dispersão existem em todas as moléculas, polares e não polares, e são o resultado de dipolos temporários. As forças intermoleculares são fracas porque as cargas pequenas ou parciais estão a interagir em grandes distâncias, como em comparação com as forças intramoleculares, que são fortes devido às grandes interações eletrostáticas sobres curtas distâncias. Por exemplo, em água líquida, as moléculas são separadas por uma distância média de cerca de 300 picometros, característica das forças intermoleculares comparativamente mais fracas.

Consequentemente, é necessário o aquecimento de água até apenas 100 C para superar estas forças intermoleculares e moléculas de transição de água da fase líquida para a fase de vapor. Em contraste com isto, o comprimento da ligação O-H na água é de 96 picometros, característica das ligações intramoleculares mais fortes. É preciso aquecer a água acerca de 1000 C, muito mais do que o seu ponto de ebulição, para quebrar esta ligação intramolecular.