Quais das seguintes moléculas possuem maior energia de dissociação? Ordene de maior a menor. Explique de acordo com isto qual possui maior força de ligação.
a) ( ) ( ) ( ) ( )
b) ( ) ( ) ( )
c) ( ) ( ) ( )
d) ( ) ( ) ( )
Passo 1
a) Vamos começar analisando essas três moléculas:
Claro que tem muita coisa mudando nessas moléculas (o raio dos átomos, a eletronegatividade, o número de elétrons não ligantes – não representados).
Mas o que salta aos olhos aqui é mesmo a multiplicidade das ligações.
Vai lá... os caras são do mesmo período, a diferença dos raios não deve ser tão drástica.
Em relação aos pares de elétrons não ligantes, que enfraquecem as ligação: tem menos pares de elétrons não ligantes que o que tem menos que o . Então, por esse critério a ligação menos esfraquecida é a de e a mais enfraquecida será a do.
Mas o fator principal aí, são as ligações dupla e tripla.
Com uma ligação tripla, o vai ter a maior e energia de dissociação, seguida do (com a ligação dupla) e do (ligação simples).
Mas nessa de ligação simples, a gente também tem o iodo.
Os dois tem o mesmo número de pares de elétrons não ligantes e apenas uma ligação simples.
A grande diferença aqui, está no raio. Enquanto o flúor é do segundo período da tabela periódica, o iodo tá no quinto!
Como o iodo é muito maior, o comprimento da ligação I-I será muito maior que o da F-F. Como a gente viu, via de regra, ligações maiores são mais fracas, e a nossa ordem fica assim:
Passo 2
b) Vamos olhar essas moléculas:
A de ligação mais forte deve ser o , com aquela ligação tripla ali.
Para os outros dois nos resta olhar os raios.
O hidrogênio é do primeiro período, enquanto o iodo é do quinto período da tabela periódica, tendo raio muito maior.
Com raio muito maior, os compostos de iodo vão tem um comprimento de ligação maior. E a gente viu que quanto maior o comprimento de ligação, mais fraca é a ligação.
Por isso, a ligação H-H deverá ser mais forte do que a ligação I-I.
E como quem tem maior energia de dissociação tem a ligação mais forte, a ligação mais forte é a do , seguido do e, por último, do .
Passo 3
c) Aqui a gente tá mantendo o H e mudando o halogênio da ligação: F, I e Cl.
Se você olhar a tabela periódica vai ver que, em relação aos raios:
Portanto, a ligação HF será mais curta que a ligação HCl, que será mais curta que a ligação HI.
Com ligações mais curtas costumam ser mais fortes, a gente espera que a ligação do HF seja mais forte que a do HCl, que seja mais forte que a do HI (assim como as energia de dissociação).
Passo 4
d) E agora para , e ?
Você chegou a notar que o enunciado pede a energia de dissociação da molécula, e não de cada ligação?
Nos outros itens isso não foi um problema porque todas as moléculas tinham apenas uma ligação.
Mas aqui é diferente.
Vamos começar dando uma olhada nas estruturas desses caras:
A gente precisa analisar as ligações S-H, O-H e N-H.
Entre S-H e O-H o fator mais importante vai ser o raio. S e O são da mesma família, mas separados por um período.
Como S é maior, suas ligações serão mais longas e, por consequência, mais fracas.
Agora, e a ligação N-H?
O N é um pouco maior que o oxigênio (mesmo período, menor ), o que indica que a ligação N-H deve ser um pouco mais fraca.
Além disso, o oxigênio é mais eletronegativo que o nitrogênio, atraindo mais a eletrosfera do H.
Por outro lado, o N tem um par de elétrons não ligantes, enquanto o oxigênio tem dois, gerando mais repulsão e enfraquecendo a ligação O-H.
Mas, como o tem uma ligação a mais que o , a energia de dissociação da molécula será maior para o .
Mas não é possível afirmar qual ligação será mais forte: a O-H ou a N-H.
Utilizando uma tabela de dados, a gente pode ver que a ligação O-H é mais forte que a ligação N-H.
Como o enunciado pede para ordenar pelas energias de dissociação das moléculas, fica assim:
Resposta
a)
b)
c)
d)