Considere dois átomos isolados, A e B. Quando esses átomos se aproximam um do outro, as forças interatômicas começam a agir.
b) Defina a energia de ligação e explique como ela está relacionada à formação de ligações químicas entre os átomos A e B.
b) Defina a energia de ligação e explique como ela está relacionada à formação de ligações químicas entre os átomos A e B.
Passo 1
Beleza, o enunciado tá basicamente assim: a gente tem dois átomos isolados A e B que, lá no começo, estão bem longe um do outro (não interagem). Quando eles chegam mais perto, rolam forças interatômicas e isso dá origem a uma ligação química. Na parte (b) ele pede pra definir “energia de ligação” e explicar como ela se conecta com a formação dessa tal ligação entre A e B.
Conteúdo: energia potencial interatômica, curvas de potencial e conceito de ligação química. Vamos precisar entender o que é a curva de energia em função da distância e como a “profundidade” dessa curva dá a energia de ligação.
Conteúdo: energia potencial interatômica, curvas de potencial e conceito de ligação química. Vamos precisar entender o que é a curva de energia em função da distância e como a “profundidade” dessa curva dá a energia de ligação.
Passo 2
Primeiro, imagine a curva de energia potencial
em função da distância
entre A e B. Quando
(átomos longe), a energia de interação é zero (referência). Conforme eles se aproximam, a energia cai até um mínimo, em
(distância de equilíbrio). Aí eles ficam “presinhos” um ao outro e formam a ligação. Se chegarem muito perto, a energia sobe de novo por repulsão nuclear.
Passo 3
A energia de ligação (ou dissociação) é justamente a diferença de energia entre:
• o estado “dois átomos infinitamente separados” (energia = 0)
• e o estado “átomos ligados na distância ” (energia =
, valor negativo).
Ou seja,
• o estado “dois átomos infinitamente separados” (energia = 0)
• e o estado “átomos ligados na distância
Ou seja,
Esse
é um número positivo que diz o quanto de energia você precisa dar de volta pra “quebrar” a ligação e levar os átomos de volta para longe um do outro.
Passo 4
Na prática, quanto mais profundo for esse poço de energia (quanto maior
), mais forte é a ligação química entre A e B. Se
for pequeno, a ligação é fraca e se desfaz fácil; se for grande, a ligação é forte e tem que investir muita energia pra separar os átomos.
Resposta
A energia de ligação
é a quantidade de energia necessária para separar dois átomos ligados (A–B) e levá-los a uma distância infinita. Matematicamente,
onde
é o valor mínimo da energia potencial em
. Quanto maior
, mais estável (forte) é a ligação química entre A e B.