Questão 3 (1,0 Ponto) - Os hidrácidos dos calcogénios aumentam em força ácida na seguinte tendência:
. Essa tendéncia na acidez está relacionada com a força da ligaçåo
dos ácidos. Sobre isso, é possível dizer que a força ácida cresce com:
a) polaridade
b) repulsão entre os pares de elétrons
c) hipervalência
d) menor superposição de orbitais
e) deslocalização da ligação
a) polaridade
b) repulsão entre os pares de elétrons
c) hipervalência
d) menor superposição de orbitais
e) deslocalização da ligação
Passo 1
O enunciado dá a tendência de força ácida dos hidrácidos dos calcogénios:
.
Diz que essa tendência está relacionada com a força da ligação dos ácidos e pede que se escolha, entre as alternativas, com qual propriedade a força ácida cresce:
a) polaridade
b) repulsão entre os pares de elétrons
c) hipervalência
d) menor superposição de orbitais
e) deslocalização da ligação
Diz que essa tendência está relacionada com a força da ligação
a) polaridade
b) repulsão entre os pares de elétrons
c) hipervalência
d) menor superposição de orbitais
e) deslocalização da ligação
Passo 2
O que significa “força ácida” aqui (revisão rápida e importante)?
Um ácido genérico em solução aquosa disputa protones segundo a reação
.
A tendência de doar próton é medida pela constante de acidez : quanto maior
, mais forte é o ácido. Dois fatores principais controlam essa tendência:
Um ácido genérico
A tendência de doar próton é medida pela constante de acidez
- quão fácil é romper a ligação
para liberar (força da ligação); - quão estável fica a base conjugada
depois da perda do próton (estabilização da carga negativa).
Se a ligação
é mais fraca, fica mais fácil o protonar-se separar e, em geral, o ácido é mais forte. Também, se a base conjugada
é mais estável (por exemplo por espalhar a carga negativa), o ácido será mais forte.
Passo 3
Agora ligar isso à família dos calcogénios (O, S, Se). Observações de tabela periódica úteis e simples:
- Ao descer no grupo (O → S → Se) o raio atômico aumenta; os orbitais externos (p, por exemplo) ficam mais difusos (mais espalhados).
- Orbitais maiores e mais difusos têm menor sobreposição com o orbital do hidrogênio ao formar a ligação
. Menor sobreposição entre orbitais significa ligação mais fraca (energia de ligação menor).
Portanto, descendo o grupo a sobreposição orbitalou ? Ela diminui. A ligação fica mais fraca e fica mais fácil liberar . Isso explica por que é mais ácido que e é ainda mais ácido: a sobreposição orbital diminui e a ligação enfraquece conforme X fica maior.
Também vale notar um efeito complementar: a base conjugada
(ou melhor,
em termos de capacidade de acomodar carga) fica relativamente mais confortável com carga negativa em átomos maiores — a carga fica mais espalhada — o que estabiliza a base conjugada e aumenta a acidez. Ambos os pontos (ligação mais fraca por menor sobreposição e base conjugada mais estabilizada por maior tamanho) apontam para a mesma conclusão.
Passo 4
Analisando as alternativas e eliminando as que não explicam a tendência:
- a) polaridade — se fosse a polaridade dominante,
(mais polar) seria o mais ácido, mas na prática é o menos ácido da lista. Logo, polaridade não explica a tendência observada. - b) repulsão entre os pares de elétrons — repulsões entre pares eletrônicos (pares livres) influenciam geometria e energia, mas não é o fator principal que controla a facilidade de romper
nessa série; não explica por que a acidez aumenta com o tamanho atômico. - c) hipervalência — hipervalência refere-se a átomos que usam orbitais d para expandir a valência (não aplicável de modo relevante a
para O, S, Se nessa tendência). Não é a causa. - d) menor superposição de orbitais — esta alternativa diz exatamente o que discutimos: orbitais maiores (S, Se) sobrepõem menos com o orbital de H, gerando ligação mais fraca e ácido mais forte. Explica a tendência corretamente.
- e) deslocalização da ligação — delocalização (ressonância) estabiliza a base conjugada quando presente; aqui não há ressonância que envolva diretamente a carga negativa em
(O, S, Se) na forma que justifique a sequência dada, então não é a explicação.
Passo 5
Resumo pedagógico e intuitivo para a prova (como você pode responder rápido): a força ácida cresce porque, ao descer no grupo dos calcogénios, os átomos ficam maiores e os seus orbitais interagem pior com o orbital do hidrogênio — isto é, há menor sobreposição orbital — resultando em ligações
mais fracas e, portanto, maior facilidade de doação de próton. Em linguagem curta: menor sobreposição → ligação mais fraca → ácido mais forte.
Resposta
d