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:
  1. Energia de ligação (quanto de energia você gasta pra quebrar a ligação).
  2. 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 V(r) = De l(1 - e^-a(r - re)r)^2 (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:
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 .

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:
  1. Hibridização dos orbitais (por exemplo, C–C em alcinos é mais curta que em alcenos, mas a energia nem sempre escala do mesmo jeito).
  2. Efeitos de ressonância (ligações “meio duplas/meio simples” podem ter comprimento intermediário, mas energia diferente).
  3. 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.

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