Van der Waals vs Ligações de Hidrogênio
As forças de Van der Waals e as ligações de hidrogênio são atrações intermoleculares entre as moléculas. Algumas forças intermoleculares são mais fortes e outras são fracas. Essas ligações determinam o comportamento das moléculas.
Forças de Van der Waals
Para uma atração intermolecular, deve haver uma separação de cargas. Existem algumas moléculas simétricas como H2, Cl2, onde não há separações de carga. No entanto, os elétrons estão constantemente se movendo nessas moléculas. Portanto, pode haver separação instantânea de carga dentro da molécula se o elétron se mover em direção a uma extremidade da molécula. A extremidade com o elétron terá uma carga negativa temporariamente, enquanto a outra extremidade terá uma carga positiva. Esses dipolos temporários podem induzir um dipolo na molécula vizinha e, a partir daí, pode ocorrer uma interação entre os polos opostos. Esse tipo de interação é conhecido como interação dipolo induzida por dipolo induzido. Além disso, pode haver interações entre um dipolo permanente e um dipolo induzido ou entre dois dipolos permanentes. Todas essas interações intermoleculares são conhecidas como forças de Van der Waals.
Ligação de Hidrogênio
Quando o hidrogênio está ligado a um átomo eletronegativo como flúor, oxigênio ou nitrogênio, resultará uma ligação polar. Por causa da eletronegatividade, os elétrons na ligação serão mais atraídos pelo átomo eletronegativo do que pelo átomo de hidrogênio. Portanto, o átomo de hidrogênio receberá uma carga parcialmente positiva, enquanto o átomo mais eletronegativo receberá uma carga negativa parcialmente. Quando duas moléculas com essa separação de carga estão próximas, haverá uma força de atração entre o hidrogênio e o átomo carregado negativamente. Essa atração é conhecida como ligação de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são relativamente mais fortes do que outras interações dipolares e determinam o comportamento molecular. Por exemplo, as moléculas de água têm ligações de hidrogênio intermoleculares. Uma molécula de água pode formar quatro ligações de hidrogênio com outra molécula de água. Como o oxigênio tem dois pares isolados, ele pode formar duas ligações de hidrogênio com hidrogênio carregado positivamente. Então as duas moléculas de água podem ser conhecidas como um dímero. Cada molécula de água pode se ligar a quatro outras moléculas devido à capacidade de ligação de hidrogênio. Isso resulta em um ponto de ebulição mais alto para a água, mesmo que uma molécula de água tenha um baixo peso molecular. Portanto, a energia necessária para quebrar as ligações de hidrogênio quando elas vão para a fase gasosa é alta. Além disso, as ligações de hidrogênio determinam a estrutura cristalina do gelo. O arranjo único da rede de gelo ajuda a flutuar na água, protegendo assim a vida aquática no período de inverno. Fora isso, a ligação de hidrogênio desempenha um papel vital em sistemas biológicos. A estrutura tridimensional das proteínas e do DNA é baseada exclusivamente em ligações de hidrogênio. As ligações de hidrogênio podem ser destruídas por aquecimento e forças mecânicas.
Qual é a diferença entre Forças de Van der Waals e Ligações de Hidrogênio?
• As ligações de hidrogênio ocorrem entre o hidrogênio, que está conectado a um átomo eletronegativo e um átomo eletronegativo de outra molécula. Este átomo eletronegativo pode ser um flúor, oxigênio ou nitrogênio.
• As forças de Van der Waals podem ocorrer entre dois dipolos permanentes, dipolo induzido por dipolo ou dois dipolos induzidos.
• Para que as forças de Van der Waals ocorram, a molécula não deve necessariamente ter um dipolo, mas a ligação de hidrogênio ocorre entre dois dipolos permanentes.
• As ligações de hidrogênio são muito mais fortes que as forças de Van der Waals.
