Exercícios: Parâmetros da ligação

Quando dois átomos de hidrogénio se aproximam um do outro, a energia potencial do sistema varia com a distância entre os núcleos, como se mostra na figura.

1. a) Como se designa a distância d assinalada no mínimo da curva? O que representa?
2. b) Como se designa a energia E assinalada na figura? O que representa?
3. c) Explica por que razão a energia potencial aumenta muito quando a distância entre os núcleos se torna muito pequena.
4. d) Na molécula de hidrogénio, H₂, a distância d é $74\ \text{pm}$ e a energia E é $436\ \text{kJ/mol}$; na molécula de cloro, Cl₂, os valores correspondentes são $199\ \text{pm}$ e $243\ \text{kJ/mol}$. Indica, justificando, qual das duas moléculas tem a ligação mais forte.

A tabela apresenta valores médios da energia e do comprimento de ligação entre átomos de carbono.

Ligação	Energia de ligação / (kJ/mol)	Comprimento de ligação / pm
C−C	348	154
C=C	612	134
C≡C	838	120

1. a) Estabelece, a partir da tabela, a relação entre o número de pares eletrónicos partilhados (ligação simples, dupla ou tripla), o comprimento de ligação e a energia de ligação.
2. b) Se a energia da ligação dupla fosse exatamente o dobro da energia da ligação simples, que valor teria? Compara esse valor com o valor real e apresenta uma explicação para a diferença.
3. c) No etano (C₂H₆), no eteno (C₂H₄) e no etino (C₂H₂), a ligação entre os dois átomos de carbono é, respetivamente, simples, dupla e tripla. Ordena os três compostos por ordem crescente do comprimento da ligação carbono-carbono. Justifica.

O azoto é o gás mais abundante da atmosfera, mas é muito pouco reativo. As energias das ligações entre átomos de azoto são: N−N, $163\ \text{kJ/mol}$; N=N, $418\ \text{kJ/mol}$; N≡N, $946\ \text{kJ/mol}$.

1. a) Representa a estrutura de Lewis da molécula de azoto, N₂.
2. b) Relaciona a baixa reatividade do azoto com o valor da energia da ligação na sua molécula.
3. c) Na molécula de oxigénio, O₂, a ligação é dupla e a sua energia é $497\ \text{kJ/mol}$. Compara a reatividade dos dois gases com base nas energias de ligação.
4. d) Prevê, justificando, qual das duas moléculas, N₂ ou O₂, tem a ligação mais curta.