INTERAÇÕES INTERMOLECULARES

As moléculas se atraem. Deste fato simples, surgem importantes conseqüências. Rios, lagos e oceanos existem porque as moléculas se atraem e formam um líquido. Sem esse líquido não haveria vida. Sem as forças entre as moléculas, nossa carne se separaria dos ossos e os oceanos virariam gás. Dizendo de forma menos dramática, as forças entre as moléculas governam as propriedades físicas da matéria e contribuem para explicar as diferenças entre as substâncias que estão a nossa volta. Elas explicam por que o dióxido de carbono é um gás que exalamos, por que a madeira é um sólido sobre o qual podemos ficar em pé e por que o gelo flutua na água. Quando muito próximas, as moléculas também se repelem. Ao entrar em contato, resistem á compressão. É por isso que as moléculas têm volume definido e não podem ser esmagadas até volume zero. Quando moléculas átomos ou íons aproximam-se uns dos outros dos outros dois fenômenos podem ocorrer, eles podem reagir ou eles podem interagir. Uma reação química por definição requer que ligações químicas sejam quebradas e/ou formadas. Uma interação química significa que as moléculas se atraem ou se repelem entre si, sem que ocorra a quebra ou formação de novas ligações químicas. Estas interações são frequentemente chamadas de interações não covalentes ou interações intermoleculares. As energias envolvidas em tais tipos de interações são muito menores que aquelas envolvidas em processos reativos. As interações intermoleculares estão intimamente relacionadas com as propriedades termodinâmicas de líquidos, sólidos e gases. Logo, o entendimento de tais forças intermoleculares é de extrema relevância se quisermos entender o comportamento a sistemas químicos a nível molecular. Estas interações surgem devido às forças intermoleculares, que são essencialmente de natureza elétrica, e fazem com que uma molécula influencie o comportamento de outra molécula em suas proximidades. Estas forças são responsáveis pelo desvio do comportamento ideal dos gases, e são mais efetivas nas fases líquida e sólida da matéria. Uma vez que estas forças intermoleculares se originam do contato não reativo entre duas moléculas, é natural pensar que as forças intermoleculares tenham um comportamento que varie com o inverso da distância de separação entre as moléculas interagentes, isto é, as interações serão mais fortes para pequenas distâncias de separação entre as moléculas. Tal fato faz com que as interações intermoleculares possam ser agrupadas em interações de curto alcance (aquelas que atuam a pequenas distâncias de separação intermolecular) e interações de longo alcance, que atuam em grandes distâncias de separação intermolecular. As fases condensadas da matéria são uma consequência da ação das forças intermoleculares. Quando os átomos, íons e moléculas não têm energia suficiente para escapar da influência de seus vizinhos, eles formam sólidos com arranjos característicos. Os líquidos formam-se quando os átomos podem se mover, mas não escapam completamente de sua influência. Todos os processos vitais estão relacionados com o reconhecimento molecular específico inter e intramolecular. Estes processos podem ser definidos como sendo interações fracas, usualmente reversíveis e altamente seletivas entre duas moléculas (intermolecular) ou dentro da macromolécula biológica (intramolecular). A tabela ilustra como os propriedades de um sistema estão intimamente relacionadas com a sua composição e estrutura tridimensional. Nesta tabela, são mostrados compostos com massas moleculares aproximadamente iguais, mas, que à temperatura ambiente existem em diferentes fases: butano (gás), acetona e álcool isopropílico (líquidos). É interessante perceber que dos dois líquidos, acetona e álcool isopropílico, a única diferença entre eles é a substituição de um grupo C=O por um grupo C–OH. Esta mudança é suficiente para alterar completamente as características dos dois líquidos. Como pode ser visto a acetona é um líquido muito mais volátil que o álcool isopropílico. A substituição dos grupos funcionais é acompanhada de uma mudança na estrutura tridimensional da molécula, que irá afetar completamente na qual elas irão interagir no líquido. Também é mostrado nesta tabela, os diferentes tipos de interações moleculares