A reação
tem
.
Compare o valor que você obteve com a energia de ligação em
e sugira uma explicação para a diferença de energia de ligação em
e
.
Compare o valor que você obteve com a energia de ligação em
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a reação
tem
.
O assunto aqui é Termoquímica (energia de ligação e entalpia de reação).
Pra resolver, a gente vai usar a ideia de que
O assunto aqui é Termoquímica (energia de ligação e entalpia de reação).
Pra resolver, a gente vai usar a ideia de que
onde
é a energia de ligação em kJ/mol. Queremos descobrir a energia de ligação do
e comparar com o
(que é 946 kJ/mol) e explicar por que são diferentes.
Passo 2
Energia de ligação é a energia necessária pra quebrar uma ligação química de moléculas gasosas, medida em kJ por mol de ligações.
Na nossa reação, “quebram” as 6 ligações P–P simples do e “formam” 2 ligações P–P (uma em cada
).
Na nossa reação, “quebram” as 6 ligações P–P simples do
Passo 3
Estrutura do
: é um tetraedro com 6 arestas, cada uma uma ligação simples P–P.
No , há só uma ligação entre os dois átomos de fósforo. Vamos chamar a energia dessa ligação de
, mesmo que seja uma dupla.
No
Passo 4
Pela lei de Hess simplificada:
Sabemos
.
O valor típico de é cerca de 200 kJ/mol.
O valor típico de
Passo 5
Substituindo os números:
Ou seja,
tem energia de ligação ≈ 492 kJ/mol.
Passo 6
Comparando:
• : ≈ 492 kJ/mol
• : 946 kJ/mol
•
•
Por que essa diferença?
-
forma ligação tripla (σ + 2 π), enquanto chega só a dupla (σ + π). - Os orbitais 2p do N são pequenos e se encaixam muito bem, criando π fortes.
- O fósforo usa orbitais 3p, que são maiores e têm sobreposição π bem menos eficiente.
- Além disso, átomo maior dificulta aproximar os núcleos, reduzindo a energia da ligação.
Resposta
A energia de ligação em
(~492 kJ/mol) é bem menor que em
(946 kJ/mol) porque
tem ligação tripla e orbitais 2p pequenos que fazem π superforte, enquanto
só forma ligação dupla com orbitais 3p maiores, menos eficazes para π, resultando em ligação muito mais fraca.