Explique porque a ligação no
é mais forte do que no
?
Passo 1
O enunciado pede para compararmos a força da ligação em
com a de
. Isso envolve conceito de força de ligação (energia de dissociação), que depende de dois fatores principais: eficiência do solapamento orbital e repulsão entre pares de elétrons não ligantes.
Passo 2
Na molécula de
, cada átomo contribui com um orbital
. Esses orbitais são muito pequenos e esféricos, o que gera um solapamento muito eficiente quando formam o orbital molecular ligante
. Um grande solapamento torna a densidade eletrônica focada exatamente entre os núcleos, aumentando a atração núcleo–elétron e, consequentemente, a força da ligação.
Passo 3
Em
, a ligação é feita pelo solapamento de orbitais
de cada átomo de flúor, formando o orbital
. Os orbitais
são maiores e mais difusos que os
, portanto o solapamento é menos eficiente. Além disso, cada átomo de F traz três pares de elétrons não ligantes (lone pairs) em orbitais
perpendiculares ao eixo de ligação. Esses pares geram repulsão eletrônica região–região, diminuindo ainda mais a densidade eletrônica entre os núcleos.
Passo 4
Podemos ilustrar esse efeito pelas energias médias de dissociação de ligação
:
:
:
A ligação em é quase três vezes mais forte que em
, justamente pela melhor sobreposição orbital e pela ausência de forte repulsão entre pares de elétrons não ligantes.
A ligação em
Passo 5
Resumindo, a ligação em
é mais forte do que em
porque:
- Orbitais
do H solapam com máxima eficiência. - Orbitais
do F são maiores, solapam menos. - Em
há repulsão extra de pares não ligantes que enfraquece a ligação.
Resposta
A ligação em
é mais forte que em
devido ao solapamento mais eficiente dos orbitais
(maior densidade eletrônica entre núcleos) e à menor repulsão de pares eletrônicos não ligantes, o que leva a uma energia de dissociação bem maior em
.