Energia de ligação

Referência : Lima, L.S., (2014) Energia de ligação, Rev. Ciência Elem., V2(4):273
Autor: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.273]

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A energia de ligação entre dois átomos é a energia que é necessário fornecer ao sistema para afastar esses átomos a uma distância infinita. A energia de ligação corresponde ao valor médio da energia de dissociação das ligações químicas do mesmo tipo entre os mesmos átomos pertencentes a uma dada molécula, no estado gasoso e a uma dada temperatura (geralmente a 298 K (25 ºC)). Isto significa que, por exemplo, na molécula de água (H₂O), a energia de ligação O–H corresponde a metade da variação de entalpia associada à reacção de dissociação traduzida pela seguinte equação química

H₂O(g) $\longrightarrow$ O(g) + 2H(g)

Para clivar de forma homolítica (equitativamente) a primeira ligação O–H, é necessário fornecer uma energia de (497,10 ± 0,29) kJ$\cdot$mol^{-1 [1]}, enquanto que são necessários (429,91 ± 0,29) kJ$\cdot$mol^{-1 [1]} para quebrar a ligação O–H remanescente (no radical HO). Tal significa que a energia de ligação O–H na molécula de água é (463,50 ± 0,29) kJ$\cdot$mol^-1, o que corresponde à média dos valores das energias de dissociação das duas ligações O–H.

Embora seja frequente os valores das energias de ligação entre os mesmos átomos diferirem em moléculas diferentes, essa diferença, em geral, não é muito significativa. Por isso, é costume apresentar os valores de energias de ligação entre um dado par de átomos como uma média dos valores verificados para essa mesma ligação em várias moléculas diferentes.

A energia de ligação está relacionada com outros parâmetros referentes à ligação química, nomeadamente:

• Ordem de ligação: quanto maior for a ordem de ligação, isto é, quanto maior for a densidade electrónica na região situada entre dois átomos ligados numa molécula^[2], que se traduz num aumento do carácter duplo ou triplo da ligação, maior é o valor da energia de ligação;

• Comprimento de ligação: quanto maior for o comprimento de uma ligação química entre dois átomos, isto é, quanto mais distantes estiverem dois átomos ligados, menor é a energia da ligação.

Compare-se, por exemplo, as energias e comprimentos das ligações carbono-carbono simples, dupla e tripla nas moléculas de etano, eteno e etino, respectivamente. Como se pode ver na tabela seguinte, à medida que a ordem da ligação C–C aumenta, aumenta a sua energia e diminui o seu comprimento.

Molécula	Ligação C...C	Energia de ligação / kJ$\cdot$mol-1 [3]	Comprimento de ligação / Å [4]
Etano	Simples, C$-$C	345	1,535
Eteno (Etileno)	Dupla, C$=$C	612	1,329
Etino (Acetileno)	Tripla, C $\equiv$ C	809	1,203

Quanto menor for a energia de uma dada ligação, mais fraca é ela é, o que faz com que a espécie química seja, por norma, mais reactiva (se na reacção considerada ocorrer quebra dessa ligação).

Referências

1. "Bond Dissociation Energies", in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th Edition (Internet Version 2010), David R. Lide, ed., CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL; consultado em 21/01/2010.

2. IUPAC Gold Book: Bond Order, consultado em 21/01/2010.

3. Some periodic trends in bond lengths and bond energies, consultado em 21/01/2010.

4. "Bond Lengths and Angles in Gas-Phase Molecules", in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th Edition (Internet Version 2010), David R. Lide, ed., CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL; consultado em 21/01/2010.

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Criada em 02 de Março de 2010
Revista em 09 de Fevereiro de 2011
Aceite pelo editor em 13 de Fevereiro de 2011