Que forças intermoleculares têm de ser vencidas para:
Dissociar \mathrm{F}_{2} em átomos de F

Passo 1

O enunciado pede: identificar quais forças intermoleculares têm de ser vencidas para dissociar \mathrm{F}_2 em átomos de F.
Informação fornecida: a transformação é \mathrm{F}_2 \longrightarrow 2\,\mathrm{F}. Não há outras condições (fase, temperatura) dadas.

Passo 2

Vamos primeiro esclarecer duas definições importantes (isso ajuda muito a responder certinho):
  • Forças intermoleculares: são as forças que atuam entre moléculas diferentes. Exemplos: forças de London (dispersion), dipolo–dipolo e ligação de hidrogénio. Essas forças mantêm moléculas separadas umas das outras agregadas (ex.: fazem um líquido ter coesão).
  • Forças intramoleculares: são as forças que ligam átomos dentro de uma mesma molécula. Exemplos: ligações covalentes, iónicas, metálicas. Romper uma dessas forças significa desfazer a própria molécula (transformá-la em átomos ou íons).

Passo 3

Determinar o tipo de ligação em \mathrm{F}_2:
  • \mathrm{F}_2 é uma molécula diatómica homonuclear: os dois átomos de flúor compartilham um par de electrões formando uma ligação covalente simples \mathrm{F}-\mathrm{F}. Essa ligação é intramolecular (está dentro da molécula).
  • Consequência direta: para transformar \mathrm{F}_2 em átomos de F é preciso romper a ligação covalente intramolecular \mathrm{F}-\mathrm{F}. Não se está a “vencer” forças intermoleculares para quebrar a própria ligação covalente.

Passo 4

Sobre o mecanismo de ruptura e o que isso significa:
  • A dissociação usual é do tipo homolítico: cada átomo de F fica com um electrão do par ligado, formando dois radicais:
\mathrm{F}_2 \longrightarrow 2\,\mathrm{F\cdot}.
  • Esse processo exige energia igual à energia de dissociação da ligação \mathrm{F}-\mathrm{F} (energia de ligação), que é uma propriedade intramolecular.

Passo 5

Energia de ligação (conceito e valor aproximado):
  • Definição: a energia de dissociação de ligação D_0 é a energia necessária para romper uma ligação química por mol de ligações, geralmente em \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}.
  • Para a ligação \mathrm{F}-\mathrm{F} vale aproximadamente
D_0(\mathrm{F}-\mathrm{F}) \approx 158\\ \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}.
  • Se quiser saber a energia por uma única ligação (útil às vezes), usa-se
E_{\text{por ligação}}=\frac{D_0}{N_A}=\frac{158\times10^{3}\\ \mathrm{J\\ mol^{-1}}}{6{,}022\times10^{23}\\ \mathrm{mol^{-1}}}\approx 2{,}62\times10^{-19}\\ \mathrm{J},çã
o que corresponde a cerca de
\frac{2{,}62\times10^{-19}\\ \mathrm{J}}{1{,}602\times10^{-19}\\ \mathrm{J\\ eV^{-1}}}\approx 1{,}64\\ \mathrm{eV}.

Passo 6

Observação prática (para não confundir na prova):
  • Se a pergunta for estritamente “que forças intermoleculares têm de ser vencidas para dissociar \mathrm{F}_2 em átomos de F?”, a resposta direta é: nenhuma — o que deve ser vencido é a ligação covalente intramolecular \mathrm{F}-\mathrm{F}.
  • Nota adicional: se a amostra estiver em fase condensada (líquido/solido), para separar moléculas umas das outras antes de reagirem pode also haver que superar forças intermoleculares (forças de London fracas). Mas isso é distinto de romper a ligação covalente que dá origem aos átomos.

Passo 7

Como responder na prova (frase curta e correta):
  • Diga claramente que se trata de romper a ligação covalente intramolecular e, se quiser adicionar valor, mencione a dissociação homolítica e o D_0 aproximado.

Resposta

Nenhuma; é necessário romper a ligação covalente intramolecular \mathrm{F}-\mathrm{F} (dissociação homolítica \mathrm{F}_2\to2\,\mathrm{F\cdot}), com D_0(\mathrm{F}-\mathrm{F})\approx158\\ \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}.

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