O que você poderia inferir acerca dos valores de energia de ligação do
e como justifica os valores experimentais?
Passo 1
O enunciado pede que a gente compare e explique a tendência dos valores de energia de ligação (entalpia de dissociação) das ligações simples, duplas e triplas entre átomos de carbono, ou seja, de
,
e
. O conteúdo é energia de ligação em química de ligações covalentes e teoria de orbitais híbridos.
Passo 2
Energia de ligação é a energia necessária para quebrar uma mol de ligações homolíticas entre átomos no estado gasoso. Em geral, quanto maior a sobreposição dos orbitais atômicos que formam a ligação, mais forte (e de maior energia) será essa ligação.
Passo 3
Os valores experimentais médios de entalpia de dissociação (em kJ/mol) são aproximadamente:
Passo 4
Comparando:
-
, que é a energia do primeiro . -
, que é a energia do segundo .
Isso mostra que cada ligaçãoé mais fraca que a ligação original, e que o segundo é ainda mais fraco que o primeiro.
Passo 5
Pela teoria de hibridização, a ligação
em
é formada por orbitais s
–s
, em
por s
–s
(que têm maior caráter
e melhor sobreposição) e em
por sp–sp (ainda mais caráter
, maior densidade eletrônica e sobreposição). Portanto a força da ligação
cresce na ordem
e cada
adicionada é formada por sobreposição lateral de orbitais p, mais fraca que a
. Isso explica por que
e por que o ganho de energia ao formar o segundo
é menor que o ganho do primeiro.
Resposta
Os valores médios de entalpia de dissociação são
A energia aumenta com a ordem de ligação porque a sobreposição σ torna-se mais forte à medida que cresce o caráter
(de s
a sp) e cada
adicional é intrinsecamente mais fraco que a σ, justificando as diferenças experimentais observadas.