( ) Na molécula de F_{2}, a ligação é mais fraca que a ligação em O_{2}, porque não há ligações \pi.
Justifique todas as respostas.

Passo 1

O enunciado afirma que “na molécula de F_{2} a ligação é mais fraca que em O_{2}, porque não há ligações \pi”. O conteúdo envolvido é Teoria das Orbitais Moleculares (TOM) e energia de ligação. Vamos usar TOM para calcular as ordens de ligação em F_{2} e O_{2}, relacionar ordem de ligação com energia de ligação e discutir fatores adicionais que influenciam a força da ligação.

Passo 2

Em TOM, preenche-se as orbitais moleculares na sequência de energias. Para os diatômicos homonucleares de segunda linha:
– Em O_{2} (16 elétrons), a configuração em orbitais ligantes \sigma_{2s}, \sigma_{2s}^*, \sigma_{2p_z}, \pi_{2p_x}=\pi_{2p_y}, \pi_{2p_x}^*=\pi_{2p_y}^* leva a 10 elétrons em orbitais ligantes e 6 em orbitais antiligantes.
– Em F_{2} (18 elétrons), a ordem de preenchimento é a mesma, mas com 10 elétrons em ligantes e 8 em antiligantes.

Passo 3

A ordem de ligação b é dada por
b = \tfrac{1}{2}\bigl(n_{\text{lig}} - n_{\text{antilig}}\bigr).
Para O_{2}:
b(O_{2}) = \tfrac{1}{2}(10 - 6) = 2.
Para F_{2}:
b(F_{2}) = \tfrac{1}{2}(10 - 8) = 1.

Passo 4

A ordem de ligação maior geralmente indica ligação mais forte e curta. Assim, O_{2} (ordem 2) tem ligação dupla (uma \sigma + uma \pi) e F_{2} tem apenas ligação simples \sigma. Logo, a ausência de \pi em F_{2} contribui para ordem 1 e ligação mais fraca que em O_{2}.

Passo 5

Porém, não basta a ordem de ligação: em F_{2} há maior repulsão entre pares isolados (lone-pairs) nas orbitais não ligantes dos átomos de flúor, o que diminui ainda mais a energia de ligação. Esse efeito é menos intenso em O_{2}.

Passo 6

Concluímos que a ligação em F_{2} é de fato mais fraca que em O_{2}, mas não apenas “porque não há ligações \pi”: a repulsão extra de pares isolados em F_{2} também reduz a energia de ligação.

Resposta

A afirmação é falsa. A ligação em F_{2} é mais fraca que em O_{2} por ordem de ligação menor (não há \pi), mas principalmente pela forte repulsão de pares isolados em F_{2}.

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