Entre os compostos dados em cada item a seguir, selecione qual têm a ligação mais forte. Explique sua resposta.
ligação entre carbono e oxigênio no \mathrm{CO}_{2} e no CO

Passo 1

O enunciado pede que eu escolha, entre a ligação carbono–oxigênio em \mathrm{\mathrm{CO}_2} e a ligação carbono–oxigênio em \mathrm{\mathrm{CO}}, qual é a mais forte. Eu vou listar claramente o que preciso comparar:
  • Precisamos comparar a força da ligação entre C e O em \mathrm{\mathrm{CO}_2} com a força da ligação entre C e O em \mathrm{\mathrm{CO}}.
  • Informação dada: apenas os dois compostos \mathrm{\mathrm{CO}_2} e \mathrm{\mathrm{CO}}.

Passo 2

Conceitos importantes (aula rápida e amigável):
  • Ligação mais forte costuma ter maior ordem de ligação (bond order) e menor comprimento de ligação. Em linguagem simples: mais pares de elétrons compartilhados = ligação mais “durinha” e mais curta.
  • Ordem de ligação (bond order) pode ser estimada a partir da estrutura de Lewis: ligação simples = ordem 1, dupla = ordem 2, tripla = ordem 3. Para moléculas com ressonância ou orbitais moleculares, usa-se a média dos vínculos equivalentes, mas a ideia é a mesma: maior ordem → geralmente maior energia de ligação.
  • Outra evidência prática: comprimentos de ligação mais curtos e energias de dissociação maiores indicam ligações mais fortes.

Passo 3

Desenho e análise da estrutura de \mathrm{\mathrm{CO}_2} (passo a passo didático):
  • Primeiro conto elétrons de valência: \mathrm{C} tem 4 elétrons e cada \mathrm{O} tem 6; total 4 + 6 + 6 = 16 elétrons de valência.
  • A estrutura que satisfaz octetos é a linear \mathrm{O=C=O} com pares isolados em cada oxigênio. Esquematicamente:
    • Cada ligação C–O é uma ligação dupla (uma sigma + uma pi).
    • Não há par de elétrons solitário no carbono central.
  • Conclusão para \mathrm{\mathrm{CO}_2}: cada ligação C–O tem ordem de ligação 2 (dupla).

Passo 4

Desenho e análise da estrutura de \mathrm{\mathrm{CO}} (passo a passo didático):
  • Contagem de elétrons de valência: \mathrm{C} tem 4 e \mathrm{O} tem 6; total 10 elétrons de valência.
  • A estrutura de Lewis mais adequada é com uma ligação tripla entre \mathrm{C} e \mathrm{O} e um par isolado em cada átomo, ou seja, :\!\mathrm{C}\equiv\mathrm{O}:. Nessa representação:
    • Formalmente o carbono carrega carga -1 e o oxigênio +1, mas a ligação entre eles é uma tripla.
  • Conclusão para \mathrm{\mathrm{CO}}: a ordem de ligação C–O é 3 (tripla).

Passo 5

Comparação direta usando ordem de ligação e efeitos práticos:
  • Em \mathrm{\mathrm{CO}_2} a ordem de ligação C–O é 2.
  • Em \mathrm{\mathrm{CO}} a ordem de ligação C–O é 3.
  • Pelo princípio “maior orde m de ligação → ligação mais forte e mais curta”, a ligação em \mathrm{\mathrm{CO}} é mais forte que cada ligação C–O em \mathrm{\mathrm{CO}_2}.

Passo 6

Evidências experimentais (como usar em prova para reforçar a resposta):
  • Comprimentos de ligação: tipicamente a ligação \mathrm{C\!-\!O} em \mathrm{\mathrm{CO}} é mais curta do que a ligação \mathrm{C=O} em \mathrm{\mathrm{CO}_2}, o que confirma maior força da ligação em \mathrm{\mathrm{CO}}.
  • Energias de ligação/magnitude de dissociação também mostram que a ligação em \mathrm{\mathrm{CO}} requer mais energia para romper do que cada \mathrm{C=O} em \mathrm{\mathrm{CO}_2}. Na prova, quando pedirem justificar, cite ordem de ligação + comprimento/energia se souber os valores.

Passo 7

Resumo de como resolver esse tipo de comparação na prova (dica prática e rápida):
  • Desenhe as estruturas de Lewis.
  • Determine a ordem de ligação para a ligação que está sendo comparada.
  • Compare ordens de ligação: maior ordem → ligação mais forte.
  • Se quiser reforçar, cite comprimento de ligação ou energia de ligação se souber valores.

Resposta

\mathrm{CO}

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