Qual a melhor medida de força de uma ligação: energia ou comprimento da ligação? Uma ligação curta implica uma grande energia de ligação? Explique.
Passo 1
Beleza, então o que a questão tá perguntando é o seguinte: “Qual a melhor forma de medir o quão forte é uma ligação química—pela energia de ligação ou pelo comprimento de ligação? E será que toda ligação curta é sempre muito forte (alto valor de energia)?”
O assunto aqui é força de ligação química, e a gente vai precisar entender dois conceitos básicos:
O assunto aqui é força de ligação química, e a gente vai precisar entender dois conceitos básicos:
- Energia de ligação (quanto de energia você gasta pra quebrar a ligação).
- Comprimento de ligação (a distância média entre os núcleos dos átomos ligados).
Passo 2
Primeiro, energia de ligação. Imagina que você tem dois átomos ligados e quer separá-los completamente, indo do estado “ligado” até estarem infinitamente longe um do outro. A energia de ligação
(ou entalpia de dissociação) é justamente essa energia que você precisa fornecer. Geralmente a medimos em kJ/mol.
Teoria rápida: em química, usamos potenciais que descrevem a energia em função da distância entre núcleos. Um modelo comum é o potencial de Morse:
Teoria rápida: em química, usamos potenciais que descrevem a energia em função da distância
onde
-
é a energia de ligação, -
é o comprimento de ligação no mínimo de energia, -
é uma constante que determina a “curvatura” do poço de potencial.
Passo 3
Agora, comprimento de ligação. É só a distância média entre os dois núcleos quando a molécula está no seu estado mais estável (mínimo de energia). Medimos em ångströms (Å), onde 1 Å =
m.
Na prática, o comprimento vem de dados de espectroscopia ou cristalografia. Quanto menores os núcleos conseguem chegar sem “se espremere” demais (repulsão entre elétrons), menor é .
Na prática, o comprimento vem de dados de espectroscopia ou cristalografia. Quanto menores os núcleos conseguem chegar sem “se espremere” demais (repulsão entre elétrons), menor é
Passo 4
Qual é a relação entre energia e comprimento?
- Geralmente ligações curtas têm poços de potencial mais profundos → energia de ligação maior.
- E ligações longas têm poços rasos → energia menor.
Por que isso acontece? Se os núcleos ficam mais perto (pequeno), a densidade dos elétrons no ponto médio é maior, o que gera atração forte, e o poço de potencial é mais profundo ( grande).
Passo 5
Mas atenção: isso é uma tendência, não uma lei absoluta. Existem exceções. Alguns fatores que podem bagunçar essa correlação:
- Hibridização dos orbitais (por exemplo, C–C em alcinos é mais curta que em alcenos, mas a energia nem sempre escala do mesmo jeito).
- Efeitos de ressonância (ligações “meio duplas/meio simples” podem ter comprimento intermediário, mas energia diferente).
- Polaridade e repulsão de pares de elétrons não ligantes ao redor.
Exemplos numéricos rapidinho:
- H–H:
,Å e ,kJ/mol - C–H:
,Å e ,kJ/mol - O–H:
,Å e ,kJ/mol
Repara que O–H é mais curto que C–H e tem energia até maior, mas C–H é mais longo que H–H e tem energia menor que H–H… sacou? Nem sempre comprimento curto = energia gigante.
Resposta
A energia de ligação é sempre a medida mais direta de quão forte é uma ligação, porque é justamente o “quanto de energia” você precisa para quebrá-la. O comprimento de ligação dá uma dica (ligações curtas tendem a ser mais fortes), mas não é garantia absoluta: é só uma correlação que vale na maior parte dos casos, mas tem várias exceções.