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Forças Intermoleculares: o que são e o que causam?

O prefixo inter, das forças intermoleculares, quer dizer entre. Levando ao pé da letra, seriam forças entre moléculas. Mas, o que fazem? Ondem vivem? O que comem?

Autor Representação de uma pessoa Ana Maria Data Representação de um calendário 12/06/2019 Tempo Representação de um relógio 8min  de leitura

Você já ouviu falar em forças intermoleculares? Como o nome diz, elas são um tipo de interação que acontecem entre as moléculas de uma substância. Assim, elas são responsáveis pelas características físicas e químicas dos materiais.

No ENEM e nos vestibulares, as forças intermoleculares são muito cobradas! Nesses exames, é necessário que você entenda como essas interações acontecem e quais as consequências delas para as propriedades observáveis das substâncias.

Por isso, é fundamental entender não só como elas funcionam, mas também quais fenômenos podemos observar em decorrência delas. E sim, são mais comuns do que nos damos conta!

Mas antes, para entendermos um pouco melhor, vamos relembrar um pouquinho de vetores.

Vetores na Física e na Química

Segundo a física, as forças são interações entre corpos que produzem efeitos como deformações e acelerações. Porém, é comum que haja mais de uma força atuando sobre um corpo.

Por isso, precisamos sempre levar todas essas forças em consideração. Assim, faz-se a soma de todas elas, e o sentido do deslocamento ou deformação terá o mesmo sentido da chamada força resultante.

Por exemplo, um sofá suspenso por uma corda está sujeito a duas forças: o seu próprio peso, direcionado para baixo, e a força de tração exercida pela corda, para cima.

Porém, se puxássemos esse mesmo sofá ao longo de um morro, haveria o mesmo peso do sofá para baixo, e a tração da corda exercida na direção em que puxamos.

Desta maneira, três coisas podem acontecer:

  • Podemos arrastar o sofá morro acima;
  • Mantê-lo parado;
  • Ou então, sermos arrastados por ele morro abaixo.

Isso significa que a direção da força que fazemos, sua intensidade e o sentido em que é aplicada são fundamentais para descrever os seus efeitos. Por isso, dizemos que a força é uma grandeza vetorial.

A imagem mostra duas pessoas: uma puxando e outra empurrando o sofá, mostrando o sentido de deslocamento dele.
Representação das forças agindo no sofá através de vetores

Tá, mas o que são as interações intermoleculares?

O prefixo inter, das forças intermoleculares, quer dizer entre. Levando ao pé da letra, seriam forças entre moléculas. Mas, o que fazem? Ondem vivem? O que comem?

Primeiro, vamos ver como elas acontecem. Por exemplo, veja a figura de um copo de água.

Representação das interações intermoleculares em um copo de água

Na imagem, vemos que cada molécula de água ( H2O ) interage atrativamente com as moléculas vizinhas. As moléculas que estão “no meio” do líquido interagem e têm forças atuando em si, vindas de todos os lados.

Porém, as moléculas da superfície do líquido só têm forças atuando dos lados e embaixo. O resultado disso, demonstrado pelo vetor da força resultante, é que a superfície do líquido tende a ser contraída, tensionando a película.

Representação detalhada da força resultante das interações intermoleculares na água

Claro que o comportamento do sofá é um pouquinho diferente das moléculas de água! Mas podemos descrevê-lo da mesma forma: utilizando vetores, que são estruturas matemáticas muito importantes para a física.

Assim, podemos analisar os diversos “puxões” que uma molécula recebe das outras para analisar o que acontecerá com ela.

Já com uma análise de vetores, sabemos para onde os “puxões” arrastam mais a molécula, assim como podemos saber para onde as forças puxaram o sofá!

Agora que já entendemos um pouco do que são essas interações, podemos ver quais são as consequências delas no mundo observável.

Tensão superficial: uma propriedade curiosa

Você já tentou encher um copo d´água até a boca e percebeu que ele não vazou?

Copo de água cheio até a boca, sem transbordar

Já percebeu que existem alguns insetinhos que andam sobre a água, sem afundar?

Inseto caminhando sobre a água

Esses fenômenos acontecem por causa da tensão superficial, característica dos líquidos. E essa tensão é consequência direta das interações intermoleculares!

Assim, podemos entender como é possível que um inseto caminhe sobre a água sem afundar. Ou até mesmo como nós podemos flutuar na água.

Representação de um inseto caminhando sobre a água, junto com as interações intermoleculares

Nessa imagem, vemos um inseto sobre um liquido. Suas patinhas exercem uma força sobre a água. Porém, essa força não consegue romper a membrana superficial.

E essa membrana é formada justamente pelas forças intermoleculares, como vemos na imagem. Assim, na superfície, uma molécula interagindo com a outra forma uma película bem difícil de ser rompida.

Isso explica também porquê observamos esse formato arredondado das gotas! Como nas moléculas mais acima só existem forças laterais e para baixo, a força resultante delas é para baixo.

Assim, o líquido se contrai, se “fecha em si mesmo”, ocupando o menor volume possível – e as gotinhas têm esse formato arredondado!

Gota de água sobre uma moeda

Claro que chega um ponto em que a interação entre as moléculas não é mais suficiente para segurar o líquido, e essa membrana superficial se rompe. É aí que o líquido se espalha.

Agora que você já sabe quase tudo sobre a tensão superficial, que tal testar seus conhecimentos no assunto? Nós separamos algumas questões do ENEM e Vestibulares para que você possa entender como esses assuntos podem ser cobrados na sua prova.

Tensão Superficial – Forças Intermoleculares

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Atrito e as forças intermoleculares

Além disso, as interações intermoleculares têm outras consequências! O atrito, relacionando diretamente com a física, é outro fenômeno muito interessante de se estudar através dessa perspectiva.

Por isso, precisamos entender que a força de atrito se manifesta em objetos quando ocorre um deslizamento (ou uma tendência a deslizamento) entre superfícies. Assim, o atrito está presente por toda a parte: sem o atrito entre nossos pés e o chão, não iríamos conseguir caminhar!

Mas você sabe qual é a origem do atrito? Ele é consequência das irregularidades microscópicas dos objetos. Até mesmo um vidro que parece ser perfeitamente liso possui irregularidades se olharmos para ele cada vez mais de perto.

Irregularidades de uma placa metálica lisa, vistas ao microscópio
Irregularidades de uma placa metálica lisa, vistas ao microscópio

Essas irregularidades dificultam o deslizamento devido a interações eletromagnéticas e intermoleculares entre pontos de contato e entre os objetos, fazendo com que ofereçam certa resistência ao serem arrastados por aí. Claro, quanto menores forem essas irregularidades, mais fácil será para que as coisas deslizem.