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Ao longo da nossa jornada através da química, até agora,
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já vimos as interações entre as moléculas, moléculas
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metálicas, como elas se atraem devido ao mar
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de elétrons e moléculas de água.
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Mas eu acho que é bom ter uma discussão geral sobre todos os
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tipos diferentes de interações moleculares e
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o que significam para os pontos de ebulição ou os pontos de fusão
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da substância.
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Então, eu vou começar pelo mais fraca. Digamos que tenho um
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monte de hélio.
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Vou desenhar átomos de hélio. Nós daremos uma
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olhada na Tabela Periódica, e o que farei agora
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com o hélio, eu poderia ter feito com qualquer gás nobre.
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Porque acontece que os gases nobres são felizes.
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Seus orbitais são preenchidos.
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Digamos, néon ou hélio-- deixe me fazer néon, na realidade,
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porque néon tem oito elétrons em seu orbital, então podemos
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dizer que néon é completamente feliz.
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Está completamente satisfeito consigo mesmo.
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E em um mundo onde ele está completamente satisfeito, não há
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razão óbvia ainda-- Vou apenas falar uma razão
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por que deveria ser-- se estes elétrons estão uniformemente
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distribuídos em volta deste átomos, então estes são
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átomos completamente neutros. Eles não querem se ligar uns com
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outros ou fazer outra coisa, então eles devem apenas flutuar por aí
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e não há razão para eles serem atraídos uns aos outros
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ou não se atrairem uns aos outros.
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Porém, acontece que o néon tem um estado líquido, se
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você deixá-lo frio o bastante, e o fato de que ele tem um estádo
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líquido significa que deve haver alguma força que faz
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os átomos se atraírem.
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Porque está em um estado bastante frio, porque na maioria,
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não existem muitas forças que os atraem, então
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será um gás na maioria das temperaturas.
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Mas se você deixá-lo realmente frio, você pode obter uma força muito fraca
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que faz com que as moléculas de neon queiram
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se reunir umas com as outras.
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E essa força vem do fato que falamos
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antes, que elétrons não ficam em uma órbita
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fixa e uniforme.
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Eles são probabilísticos.
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E se nós imaginarmos o néon, ao invés de desenhar
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estes elétrons de valência deste jeito,
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eu posso desenhar seus elétrons como-- é uma
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nuvem de probabilidade e a configuração atômica
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do néon é
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1s2 e seu orbital externo é 2s2 2p6, certo?
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Então, seu elétron com maior energia--
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O átomo tem o nível 2s.
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O nível 1s fica dentro dele e tem orbitais-p
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Os orbitais-p se parecem assim em dimensões diferentes.
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Isto não é o que interessa.
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E você tem outro átomo de néon e estes são-- e eu
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apenas estou desenhando a distribuição da probabilidade.
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Eu não estou desenhando o coelho.
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Mas eu acho que você entendeu o que eu quis dizer.
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Veja os vídeos de configuração de elétron se você
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quer mais detalhes disto, mas a ideia por trás destas distribuições
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de probabilidade é que elétrons podem estar em qualquer lugar.
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Pode haver um momento em que todos elétrons
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estejam por aqui.
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Pode haver um momento onde todos elétrons
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estejam por aqui.
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O mesmo vale para este átomo de néon.
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Se você pensar, dentro de todas as possíveis
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configurações, digamos que nós temos estes dois átomos de néon,
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existe uma probabilidade muito pequena de que eles estejam
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uniformemente distribuídos.
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Existem muito mais cenários onde a distribuição
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de elétrons esteja um pouco assimétrica nos
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átomos de néon.
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Então, se neste átomo, seus oito elétrons de valência
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estejam temporariamente desta maneira-- um, dois,
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três, quatro, cinco, seis, sete, oito-- então
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o que deve acontecer?
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Ele temporariamente tem uma pequena carga
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nesta direção, certo?
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Este lado será mais negativo que este lado,
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ou este lado é mais positivo que este lado.
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Similarmente, se no mesmo momento eu tiver outro néon
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que tem-- um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito--
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que possuem uma-- na verdade, deixe me fazer diferentemente.
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Digamos que este átomo de néon é assim: um, dois, três,
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quatro, cinco, seis, sete, oito.
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Então aqui, e eu farei em uma cor escura porque é uma
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força muito fraca.
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E isto ficaria um pouco negativo.
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Temporariamente, apenas por um momento no tempo, aqui
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ficaria um pouco negativo.
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Aqui será positivo.
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Este lado será negativo.
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Este lado será positivo.
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Então teremos um pouco de atração
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por este breve momento entre este néon
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e este néon, e então irá desaparecer, porque
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os elétros vão se reconfigurar.
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Mas o importante para entender é que quase nunca
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os elétrons do néon ficarão completamente
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distribuídos.
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Então, contanto que sempre exista essa distribuição
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aleatória, sempre existirá um pouco de--
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Eu não quero dizer comportamento polar, porque seria
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uma palavra forte.
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Mas sempre existirá uma um pouco de uma carga extra
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em um lado ou outro do átomo, o que irá permitir
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que ele atraia o cargas opostas de outras
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moléculas similarmente não balanceadas.
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E esta é uma força muito, muito fraca.
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É chamada de Força de Dispersão de London.
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Eu acredito que o rapaz que descobriu isso, Fritz London, que
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não era Britânico.
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Acho que ele era alemão-americano.
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Força de dispersão de London, e é a mais fraca entre as forças
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de van der Waals.
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Tenho certeza que não estou pronunciando o nome corretamente.
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E as forças de van der Waals são a classe de todas as
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forças intermoleculares, e neste caso, néon, a molécula, é um
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átomo.
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É apenas uma molécula de um átomo, você poderia dizer.
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As forças de van der Waals são todas as
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forças intermoleculares que não são ligações covalentes e
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não são ligações iônicas como temos nos sais, e veremos
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isso em um segundo.
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E as mais fracas delas são as forças de dispersão de London.
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O néon, na verdade, todos estes gases nobres
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logo aqui, só experimentam as
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forças de dispersão de London, que são as mais fracas de todas
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as forças intermoleculares.
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E por causa disso, é necessária pouquíssima energia para deixá-los
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no estado gasoso.
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Então, a uma temperatura extremamente baixa, os gases nobres
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já ficarão no estado gasoso.
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Por isso que eles se chamam gases nobres.
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E é muito provável que eles se comportem como gases ideais
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porque eles possuem baixíssima
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atrassão uns pelos outros.
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Justo.
