5- Os comprimentos da ligação nas moléculas
e
são
e
, respectivamente. Preveja o comprimento da ligação na molécula C -F. Justifique sua resposta.
Passo 1
O enunciado dá dois comprimentos de ligação e pede para prever o comprimento da ligação C–F, com justificativa. Informações fornecidas:
- Comprimento da ligação em
: . - Comprimento da ligação em
: .
Pergunta: prever o comprimento da ligação na molécula C–F e justificar a previsão.
Passo 2
Ideia física que vamos usar (explicada devagarinho): o raio covalente de um átomo é, em termos simples, a “metade” do comprimento da ligação entre dois átomos iguais quando eles formam uma ligação covalente. Ou seja, para um átomo
definimos seu raio covalente
por
onde
é o comprimento da ligação homonuclear
. A aproximação usada para uma ligação heteronuclear
é que o comprimento dessa ligação é aproximadamente a soma dos raios covalentes:
Isso é uma regra empírica simples, útil como primeiro palpite em provas; funciona razoavelmente bem quando as ligações têm caráter covalente semelhante.
Passo 3
Calcular os raios covalentes a partir dos dados fornecidos. Para o flúor:
Para o carbono (a partir de
):
Aqui só dividi os comprimentos por
porque, por definição, o comprimento homonuclear aproxima-se de dois raios covalentes.
Passo 4
Agora aplico a regra aditiva para obter o comprimento estimado da ligação
:
Mostrei cada soma para que dê para reproduzir na prova sem calculadora:
.
Passo 5
Discussão didática sobre a validade da previsão (porque em prova pode cair pergunta de justificar limitações):
- A aproximação usada é empírica e assume ligação predominantemente covalente e raios “fixos”. Na prática, o comprimento real depende também de ordem de ligação (simples, dupla…), hibridização do carbono (sp, sp2, sp3), polarização e caráter parcial iônico da ligação.
- O flúor é muito eletronegativo e tende a puxar densidade eletrônica, o que frequentemente encurta a ligação C–F em relação à soma simples de raios covalentes; por isso a estimativa por soma de raios pode superestimar o comprimento real.
- Como referência prática: o comprimento experimental típico de uma ligação simples C–F em compostos orgânicos é menor (por exemplo, cerca de
em muitos casos). Isso explica por que a nossa estimativa de é um palpite grosseiro pelo método aditivo e tende a ser maior que o valor real observável. Mesmo assim, a justificativa (soma de raios covalentes) é a justificativa correta pedida em muitas questões introdutórias.