Energia de ligação

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A energia de ligação é a energia absorvida na quebra da ligação entre átomos no estado gasoso e em condições normais de temperatura e pressão.
Representação da quebra e formação de ligações entre átomos
Representação da quebra e formação de ligações entre átomos

A energia de ligação, ou entalpia de ligação, é a energia absorvida na quebra de um mol de ligação, no estado gasoso, entre átomos a 25 oC e 1 atm. Essa definição pode envolver também a energia presente na formação da mesma ligação entre os mesmos átomos (separados), mas ela apresentará sinal diferente.

Na molécula do bromo (Br2), por exemplo, temos a presença de uma ligação simples (sigma) entre os átomos de bromo, assim:

- Na quebra da ligação:

Br — Br → Br(g) + Br(g)

Para que a ligação entre dois átomos de bromo seja rompida, é necessário que haja a absorção de 193 kJ/mol. Por isso, o processo apresenta uma variação de entalpia positiva, que é:

ΔH = + 193 kJ/mol

- Na formação da ligação:

Br(g) + Br(g) → Br — Br

Quando a ligação entre dois átomos de bromo no estado gasoso é formada, libera-se uma quantidade de energia de mesmo valor da energia envolvida no rompimento da ligação, mas com sinal diferente: - 193 k/mol. Por essa razão, o processo apresenta uma variação de entalpia negativa, que é:

ΔH = + 193 kJ/mol

a) Características da energia de ligação em um processo químico

Para que uma reação química ocorra, é necessário que os átomos dos reagentes interajam e reorganizem-se para que seja possível a formação de novas substâncias. Para que isso aconteça, as ligações entre os átomos dos reagentes devem ser rompidas, o que acontece por meio de absorção de energia.

A—B + C—D → A(g) + B(g) + C(g) + D(g)

Após o rompimento das ligações, os átomos, agora livres, podem interagir, o que resulta em novas ligações entre eles por meio de liberação de energia.

A(g) + B(g) + C(g) + D(g) → A—D + C—B

OBS.: Como as ligações formadas envolvem uma combinação diferente dos átomos presentes no reagente, o valor da energia também é distinto.

Com isso, fica fácil percebemos que, sempre que uma reação ocorre, nos reagentes, há absorção de energia (processo endotérmico) e, nos produtos, liberação de energia (processo exotérmico).

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b) Cálculo da energia de ligação

Calculando a energia de ligação presente em uma reação química, podemos determinar se essa reação é endotérmica ou exotérmica. Para isso, basta utilizarmos a expressão abaixo:

ΔH = Σr - Σp

  • ΔH = variação da entalpia;

  • Σr = soma das energias necessárias para quebrar cada ligação no reagente;

  • Σp = soma das energias necessárias para formar cada ligação no produto.

Vejamos um exemplo:

(UFPE) Utilizando os valores das energias de ligação da tabela abaixo, determine o valor do ΔH da reação de formação do cloroetano.

H2C = CH2 + HCl → H3C — CH2 — Cl

Veja o passo a passo para o cálculo do ΔH dessa reação:

Passo 1: Demonstrar todas as ligações montando a fórmula estrutural de cada um dos participantes:

Passo 2: Calcular a soma das energias das ligações nos reagentes (Σr).

Nos reagentes, temos as seguintes ligações:

  • 4 ligações H — C (435 kcal cada)

  • 1 ligação C = C (609 kcal cada)

  • 1 ligação H — Cl (431 kcal cada)

Assim, o cálculo será:

Σr = 4.435 + 1.609 + 1.431

Σr = 1740 + 609 + 431

Σr = 2780 kcal

Passo 3: Calcular a soma das energias das ligações nos produtos (Σp).

Nos produtos, temos as seguintes ligações:

  • 5 ligações H — C (435 kcal cada)

  • 1 ligação C — C (345 kcal cada)

  • 1 ligação C — Cl (339 kcal cada)

Assim, o cálculo será:

Σr = 5.435 + 1.345 + 1.339

Σp = 2175 + 345 + 339

Σp = 2859 kcal

Passo 4: Calcular o ΔH.

ΔH = Σr - Σp

ΔH = 2780 - 2859

ΔH = - 79 kcal/mol

Como o ΔH é negativo, trata-se de uma reação exotérmica.


Por Me. Diogo Lopes Dias

Por Diogo Lopes Dias

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