#Fases da matéria
Fase é qualquer forma na qual a matéria pode existir, sólido, líquido, gás, plasma, dependendo da temperatura e da pressão. É a parte homogênea de um sistema.
A compressibilidade de líquidos e sólidos, a mudança do volume devido a mudança da pressão é muito pequena, comparada com gases.
#Momento dipolar
Moléculas polares experimentam uma força com relação a um campo elétrico, o qual tende a alinhar de acordo com o campo. Numa molécula polar a densidade eletrônica é distorcida. Quando um campo elétrico é criado por um par de terminais carregados, o lado negativo da molécula será atraído pelo terminal positivo e o lado positivo da molécula pelo terminal negativo.
A extensão com que as moléculas se alinham com o campo depende do chamado
momento dipolar,
µ
, o qual é definido com o produto da magnitude das cargas parciais(δ+ e δ-) e a distância que separa as cargas. A unidade SI do momento dipolar é o Coulomb-metro, e a unidade mais utilizada é o Debye (D), onde 1D=3,34x10-30C.m).
A força da atração íon-dipolo irá depender de alguns fatores:
- A distância entre o íon e o dipolo, quanto mais próximo maior a atração - A carga do íon, quanto maior a carga do íon maior será a atração
- A magnitude do dipolo permanente, quanto maior o momento dipolar maior a atração. Exemplo: A água é uma molécula polar. Então se a molécula de água encontra um íon haverá uma força de atração.
Quando cargas positivas e negativas são atraídas, energia é liberada na formação do produto da ligação iônica.
H+ -1090 (H3O)+, íon hidrônio
Mg2+ 86pm -1922kJ/mol
- tamanho da carga iônica.
#Interações entre moléculas de momento dipolar permanente
Quando moléculas polares encontram outras moléculas polares, pode ocorrer interação, o lado positivo atrai o negativo e vice-versa. Em geral, energia é liberada nesta interação.
Íon sódio envolvido por moléculas de água, devido a interação íon-dipolo.
Mg2+ tem maior carga e menor raio iônico, portanto a energia de hidratação será muito mais negativa.
#Ligação de Hidrogênio
Quando temos um átomo de hidrogênio ligado a um átomo X eletronegativo, a interação entre o dipolo da ligação H-X e as moléculas polares é maior que o esperado para atrações comuns de dipolo-dipolo. Essa forte atração é denominada de Ligação de Hidrogênio.
Vejamos as eletronegatividades: N(3,0) O(3,5) e F(4,0), essas são as maiores eletronegatividades, enquanto que H é 2,1. Portanto, as ligações covalentes H-N, HF, e HO são as mais polares.
As moléculas de dimetil éter e etanol têm a mesma massa molecular e momentos dipolares próximos. Entretanto, os seus pontos de fusão e ebulição são bastante diferentes, como mostra a tabela abaixo.
Momento dipolar (D) Ponto de fusão (oC) Ponto de ebulição
Condensação do HCl, uma molécula polar, com o abaixamento da temperatura (-85oC) as interações dipolo-dipolo superam as forças repulsivas.
Se extrapolarmos a linha que
passa po H2S, H2Se e H2Te, o ponto
de ebulição da água seria de –90oC,
ou seja 200oC abaixo do valor.
#Água
Propriedade Comparação com outras
substâncias Importância
Calor específico à4,181J/g.K
A maior dos líquidos e sólidos, com exceção do NH3
Previne mudanças bruscas de temperatura; troca de calor por movimento da água é bastante grande; mantém a temperatura do corpo.
Calor de fusão à 333J/g
O maior, com exceção do NH3 Efeito termoestático no ponto de
congelamento devido a absorção ou perda de calor
Calor de vaporização à 2250J/g
Maior de todos as substâncias Importante na troca de calor e água com a atmosfera
Tensão
superficial à 7,2x109N/m
Maior de todos os líquidos Importante na fisiologia das células; controla certos fenômenos de superfície e o comportamento e formação de gotas Condução de
calor Maior de todos os líquidos
Viscosidade à
10-3N.s/m2 Menor que outros líquidos a mesma temperatura Flui facilmente para igualar a pressão Constante
dielétrica à 80 a 200C
A maior de todos os líquidos exceto H2O2 e HCN
Capacidade de manter íons separados em uma solução
As densidades da água líquida e sólida são diferentes, assim como em outras substâncias. Entretanto a densidade da água varia com a temperatura de uma maneira diferente das outras substâncias. Quando a água funde a 0oC ocorre um aumento da
densidade, e a densidade do líquido aumenta ainda mais até chegar a 4oC onde atinge o
máximo. Aumentando ainda mais a temperatura a densidade irá cair, com a ruptura das ligações de hidrogênio.
Nos lagos, quando se aproxima o inverno, a água resfria, a densidade aumenta a água gelada vai para baixo e a água quente para cima. Ao atingir 4oC, a densidade máxima é
atingida. Abaixando ainda mais a temperatura, como a água mais gelada que 4oC, é
menos densa que a água a 4oC, a água mais gelada permanece no topo. Com mais perda
dipolo permanente – dipolo induzido
dipolo/dipolo induzido.
O processo de induzir um dipolo é chamado de polarização. O grau em que a nuvem eletrônica de uma espécie pode ser distorcida e o dipolo induzido é chamado de polarizabilidade.
As forças de dispersão geralmente tornam-se mais fortes com o aumento do tamanho e da massa. Forças intermoleculares fortes significam que será necessária uma maior temperatura para romper estas forças e, assim permitir que moléculas deixem o líquido e passem para a fase vapor.
