Forças intermoleculares e ponto de fusão/ebulição

Uma coisa que costuma fazer alguma confusão aos meus alunos é a relação entre as forças não covalentes intermoleculares e o ponto de fusão/ebulição de uma substância. Na realidade, como é que se consegue explicar, do ponto de vista molecular, a existência do estado liquido e do estado sólido? A resposta passa exatamente pela existência de forças intermoleculares. Ambos os estados são caracterizados por uma maior ordem na distribuição espacial das moléculas, quando comparados com o estado gasoso. Essa ordem é uma consequência das atrações existentes entre as diferentes moléculas que compõem uma substância. Sendo assim, no estado líquido, cada molécula estabelece várias interações (não covalentes!) com as moléculas vizinhas, e no estado sólido a quantidade de interações é ainda maior.

  

Quando se atinge o ponto de fusão/ebulição, o que se está a efetuar é a transição de um estado em que existem mais forças intermoleculares para um em que existem menos. Dito por outras palavras, o que se está a fazer é fornecer energia para quebrar as forças não covalentes estabelecidas entre as moléculas, através do aumento da energia cinética das mesmas.

Portanto, quanto maior for a intensidade das forças não covalentes existentes entre as moléculas, maior será a quantidade de energia necessária para quebrar essas interações, e, consequentemente, maior será o ponto de fusão/ebulição.

Muitas vezes pergunto aos meus alunos o que é que acontece quando se atinge o ponto de ebulição de uma determina substância, e a resposta que invariavelmente obtenho é: “Está-se a quebrar as ligações”. O problema surge quando eu pergunto que tipo de ligações, pois normalmente a tendência deles é dizer que são as ligações covalentes. Em jeito de brincadeira, digo-lhes que então a água no estado gasoso já não é H₂O, e aí eles percebem que de facto o que se cliva são as ligações não covalentes.

Resumindo, existe uma relação direta entre as forças intermoleculares e o ponto de fusão/ebulição, sendo que quanto maior for o somatório dessas forças, maior será o ponto de fusão/ebulição de uma substância.