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Forças de Van der Waals – São forças de energia inferior quando comparadas
em relação às duas anteriores. Se dividem em:
a) Indução dipolo-dipolo: Quando uma molécula polar se aproxima de uma
não-polar ela induz nesta última um dipolo elétrico de menor intensidade
que dura até estas moléculas estarem próximas. Conseqüentemente, geram
atrações como o dipolo-dipolo (Fig. 3). A intensidade é proporcional ao
dipolo que induz polarização na segunda molécula.
b) Dipolo instantâneo-dipolo induzido: São conhecidas como forças de
dispersão de London, nome do físico que as estudou. Os elétrons que se
movem continuamente ao redor do núcleo criam pequenos dipolos instantâneos
que induzem o tempo todo dipolos instantâneos próximos da molécula
(fig.4). Essas forças são mais fracas, mas a soma gera uma resultante para
fora, mantendo as moléculas não-polares unidas. A intensidade é
proporcional àquela das interações moleculares.
As forças de Van der Waals também são manifestadas entre moléculas
não-polares. A Figura 5 fornece a explicação do fenômeno.
No caso de duas moléculas separadas a uma certa distância, ocorre uma
fraca atração conforme a Lei de Coulomb. O movimento interno da nuvem
eletrônica e do núcleo pode induzir essa atração. Essa força é chamada de
Força de Van der Waals.
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Representação Gráfica – A distribuição das cargas na superfície de
partículas é importante para a estabilidade de sistemas dispersos. Essas
cargas podem ser produzidas como um resultado de: ionização de moléculas
dispersadas; adsorção de íons presentes no solvente; ou atrito.
A carga eletrostática superficial determina a repulsão entre partículas de
mesmo sinal, opondo-se conseqüentemente às forças de atração de Van der
Waals. A energia potencial eletrostática associada às forças repulsiva e
atrativa, expressas de forma simplificada, são respectivamente mostradas
nas seguintes fórmulas:
onde:
Q1,Q2 = carga eletrostática superficial;
b = constante;
r = distância entre duas partículas carregadas
n = número inteiro (ligado ao tipo de força: varia entre 3 e 7)
Como está visualizado no diagrama, a energia potencial eletrostática
repulsiva (Erep), do sistema constituído por duas partículas, aumenta por
estarem mutuamente se aproximando. Ao mesmo tempo, a energia potencial
eletrostática atrativa (Eatt) diminui a partir do momento em que ela se
aproxima.
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