As reações de segunda ordem da Tabela 14.4 têm grandes variações de energia de ativação. Em um complexo ativado, as ligações dos reagentes aumentam enquanto as ligações do produto começam a se formar. Determine que ligações tem de aumentar para formar o complexo ativado em cada reação e use entalpias de ligação (Seções 2.14, 2.15 e 7.20) para explicar as diferenças de energia de ativação.

Passo 1

As reações de segunda ordem e suas energias de ativação são:

O + N 2 → N O + N                         E a = 315   k J / m o l

O H + H 2 → H 2 O + H             E a = 42   k J / m o l

2 C H 3 → C 2 H 6                                         E a = 0   k J / m o l

Passo 2

Na primeira reação, a ligação entre os átomos de nitrogênio nas moléculas de nitrogênio é prolongada, e uma ligação entre o oxigênio e o nitrogênio começa a se formar no complexo ativado. Portanto, temos que a ligação entre os átomos de nitrogênio precisa ser esticada.

Passo 3

Na segunda reação, a ligação entre os átomos de hidrogênio é prolongada e uma ligação entre o oxigênio e os hidrogênios começa a se formar no complexo ativado. Portanto, temos que a ligação entre os átomos de hidrogênio precisa ser esticada.

Passo 4

Na terceira reação, nenhuma ligação precisa ser prolongada e uma ligação entre os carbonos começa a se formar no complexo ativado.

Passo 5

A energia de ativação é a energia mínima necessária para inicia a reação. Portanto, a energia de ativação da molécula reagente tem maior entalpia de ligação.

Na primeira reação, a ligação entre os nitrogênios é quebrada e a sua entalpia média de ligação é de 932 kJ.mol-1.

Na segunda reação, a ligação entre os hidrogênios é quebrada e sua entalpia média de ligação é de 424 kJ.mol-1.

Na terceira reação, nenhuma ligação é quebrada.

Percebemos que quanto maior a energia média de ligação, maior deverá ser a energia de ativação para que haja a quebra dessa ligação.

Resposta

O + N 2 → N O + N , haverá aumento de ligação;

O H + H 2 → H 2 O + H , haverá aumento de ligação;

2 C H 3 → C 2 H 6 , não haverá aumento de ligação.

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