1. Discuta sobre a relação entre força de ligação e reatividade de uma espécie química. Exemplifique os seus comentários.

Passo 1

O enunciado pede para discutir como a força de ligação (ou energia de dissociação de ligação) influencia a reatividade de uma espécie química. Vamos usar conceitos de termodinâmica (energia de ligação) e cinética química (barreiras de ativação) e depois ilustrar com exemplos de haletos de alquila e de halogênios diatômicos.

Passo 2

Primeiro, definimos a energia de dissociação de ligação D: é a energia necessária para romper homoliticamente uma ligação A–B no estado gasoso. Quanto maior D, mais forte é a ligação e mais energia é exigida para iniciar a reação. Em termos de cinética, uma ligação mais forte eleva a barreira de ativação De<a G^ddag>=r, reduzindo a constante de velocidade k, segundo a equação de Arrhenius:
k = A expl(-tfracDe<a G^ddag>=rRTr)
Portanto, menor D costuma significar maior reatividade, pois é mais fácil romper a ligação inicial que leva ao complexo ativado.

Passo 3

Exemplo em reações de substituição nucleofílica (SN 1 ou SN 2) de haletos de alquila R–X. As energias de dissociação aproximadas (BDE, bond dissociation energy) são:
BDE( CI ) approx 238,kJ/mol, BDE( CBr ) approx 285,kJ/mol,
BDE( CCl ) approx 339,kJ/mol, BDE( CF ) approx 485,kJ/mol
Como CI é a ligação mais fraca, os haletos de alquila iodados reagem muito mais rápido em SN 1 e SN 2 que os brometos, cloretos e fluoretos. Por exemplo, em SN 1, a formação do carbocátion R ^+ ocorre mais facilmente quando X = I, pois é preciso menos energia para soltar I^- do carbono.

Passo 4

Outro exemplo é a homólise de halogênios diatômicos X2 em reações de halogenação radicalar de alcanos. As energias de ligação são aproximadamente:
D( FF ) approx 158,kJ/mol, D( ClCl ) approx 242,kJ/mol,
D( BrBr ) approx 193,kJ/mol, D( II ) approx 151,kJ/mol
Como II é a ligação mais fraca, em princípio seria fácil gerar radicais I cdot, mas a reação de halogenação com I2 é pouco favorável termodinamicamente. Já Cl2 e Br2 têm BDE moderada e conduzem bem à halogenação de alcanos. A reatividade depende, portanto, não só da facilidade de romper XX, mas também do balanço energético da abstração de H e da formação de H–X.

Passo 5

Em resumo, a força de ligação (energia de dissociação) é um dos principais fatores que define a reatividade: ligações mais fracas tornam mais fácil atravessar a barreira de ativação e geram intermediários (radicais ou íons) com menor custo energético. Entretanto, efeitos eletrônicos (estabilidade de intermediários), estéreos e termodinâmicos também influenciam o comportamento global da reação.

Resposta

A reatividade de uma espécie química aumenta quando a ligação que deve ser rompida tem menor energia de dissociação, pois isso reduz a barreira de ativação e acelera a reação. Exemplos:
– Haletos de alquila: R–I reagem muito mais rápido que R–Br, R–Cl ou R–F porque BDE(CI)<BDE(CBr)<BDE(CCl)<BDE(CF).
– Halogênios diatômicos: ligações mais frágeis XX facilitam a geração de radicais, mas a reatividade final depende também do balanço energético das etapas subsequentes.

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