1. Explique a reatividade relativamente baixa do hidrogênio.

Passo 1

O enunciado pede para explicarmos por que o hidrogênio molecular \text{H}_2 apresenta reatividade relativamente baixa. O conteúdo aqui envolve ligações químicas (energia de ligação) e conceitos de cinética (barreira de ativação).

Passo 2

O principal fator é a força da ligação simples entre os dois átomos de hidrogênio. A energia de dissociação da ligação H–H é muito elevada, cerca de 436\text{ kJ/mol}. Isso significa que, para quebrar essa ligação e permitir que cada átomo reaja com outra espécie, precisamos fornecer uma grande quantidade de energia.

Passo 3

No modelo de orbitais moleculares, os dois elétrons de \text{H}_2 ocupam o orbital ligante \sigma_{1s} e não há elétrons desemparelhados nem orbitais antiligantes ocupados. Como consequência, a molécula é estável e não possui momento dipolar que favoreça interações eletrostáticas com reagentes polares.

Passo 4

Como a reação típica inicia por ruptura homolítica da ligação H–H, há uma barreira de ativação elevada. Em condições ambiente, a energia disponível geralmente não é suficiente para vencer essa barreira, de modo que \text{H}_2 reage apenas em presença de energia externa (calor, luz UV) ou de catalisadores (metais de transição, por exemplo).
Além disso, sendo uma molécula muito pequena e eletronicamente simétrica, \text{H}_2 não sofre polarização significativa quando se aproxima de outras moléculas, o que também dificulta iniciações de reação por mecanismos iônicos.

Resposta

A reatividade baixa do hidrogênio molecular decorre da forte ligação H–H (energia de dissociação alta), da ausência de elétrons desemparelhados ou de momento dipolar e da elevada barreira de ativação exigida para romper a ligação, exigindo fontes de energia ou catalisadores para que ocorra reação.

Exercícios relacionados