Qual a relação entre raio atômico eletronegatividade e força ácida?

PARÂMETROS DE INFLUÊNCIA NA ACIDEZ

Força da Ligação

Quanto menor for a sobreposição orbitalar entre o hidrogênio e o heteroátomo menor será a energia da ligação, tornando-a mais fácil de ser quebrada. Isso desloca o equilíbrio para a formação de H+ elevando assim o valor de Ka e a acidez da substância.

Para a série dos halogênios e calcogênios o valor do pKa diminui (a acidez aumenta) quanto maior é o raio do hetereoátomo:

Efeito Indutivo

Quanto maior for a diferença de eletronegatividade entre o hidrogênio e o heteroátomo menor será a força da ligação e, consequentemente, maior será a acidez. Para o segundo período é observado um aumento muito rápido na acidez em função das diferentes eletronegatividades:

Grupos que exercem efeito indutivo também podem acentuar a acidez de ácidos carboxílicos:

Estabilidade da Base Conjugada

Após a quebra da ligação para formar o próton, o equilíbrio será mantido neste sentido quanto mais estável a base conjugada for. Os efeitos possíveis de estabilização são o efeito indutivo (via eletronegatividade), o espalhamento de carga por raio iônico grande ou por ressonância. A série dos halogênios e calcogênios demonstram o efeito do raio para a estabilização da carga:

O efeito da eletronegatividade fica evidente ao observar a acidez no segundo período. As bases conjugadas mais fracas são mais estáveis e, portanto, mantém o equilíbrio para sua formação:

Efeito do Solvente

Em fase gasosa os ácidos possuem valores de pKa muito diferentes dos obtidos em água: o ácido acético possui pKa ~130. Isso ocorre porque em fase gasosa quase não há choque entre as moléculas, obrigando a separação de cargas sem estabilização e a formação do hidrônio como ácido conjugado que é extremamente ácido.

Em solução, esse hidrônio pode ser circundado por sucessivas camadas de água que ajudando a estabilizar a carga formada pela aproximação dos pares de elétrons do oxigênio com a carga positiva. O acetato é circundado pelos hidrogênios da água que se aproximando da carga negativa. Esse fenômeno é chamado de solvatação.

Solventes polares próticos estabilizam melhor as cargas do que os apróticos, aumentando a acidez relativa. Por esse motivo, os pKa obtidos em acetona e DMSO devem ser corrigidos para permitir a comparação com os obtidos diretamente em água.

Nem todos os solventes estabilizam igualmente as cargas formadas. Dependendo da natureza dos solventes as cargas positivas são melhor estabilizadas do que as negativas, ou vice-versa. Como a solvatação atrapalha os choques entre as espécies carregadas, essa característica pode ser explorada em estratégias de síntese para maximizar os choques entre espécies de interesse.

A eletronegatividade é uma propriedade periódica que mede a tendência que um átomo possui de atrair elétrons para perto de si quando se encontra ligado a outro elemento.

A eletronegatividade é definida como a força que determinado átomo possui de atrair os elétrons de uma ligação covalente para si.

Isso significa que a eletronegatividade é uma grandeza relativa, pois ela é analisada por meio de uma comparação entre a capacidade que dois átomos ligados possuem de atrair os elétrons. Além disso, ela é uma propriedade periódica, uma vez que, à medida que o número atômico aumenta, ela adquire valores semelhantes para intervalos regulares. Existem várias formas de medir a eletronegatividade dos elementos, mas a forma mais conhecida e usada é a que foi determinada pelo cientista Linus Pauling. Os valores obtidos por ele estão presentes na imagem a seguir:

Veja que os valores da eletronegatividade crescem de cima para baixo e da esquerda para a direita.

O que isso significa? Significa que a eletronegatividade cresce com a diminuição do raio de um átomo.

Por exemplo, quando consideramos os elementos pertencentes a uma mesma família (coluna), vemos que o raio dos átomos vai aumentando de cima para baixo, isso ocorre porque o número de camadas eletrônicas também vai aumentado. Com o aumento do raio atômico, a distância entre o núcleo (positivo) e os elétrons (negativos) da última camada eletrônica (camada de valência), que realiza a ligação covalente, fica maior e, consequentemente, a atração entre eles diminui. Assim, a eletronegatividade dos elementos de cima é maior que a dos elementos que ficam mais abaixo.

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Agora, quando consideramos os elementos pertencentes ao mesmo período (linhas), todos eles têm a mesma quantidade de camadas eletrônicas, a diferença é que a quantidade de elétrons na última camada aumenta da esquerda para a direita. Nesse sentido cresce, então, a atração entre os elétrons e o núcleo, ficando menor o raio atômico e aumentando a eletronegatividade.

Desse modo, o elemento mais eletronegativo é o Flúor (4,0) e o menos eletronegativo é o césio (0,7).

Existe uma forma de você saber a ordem de eletronegatividade dos elementos mais eletronegativos, que são:

F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H

Os valores de suas eletronegatividades são, respectivamente:

4,0 > 3,5 > 3,0 > 3,0 > 2,8 > 2,5 > 2,5 > 2,5 < 2,1

Para lembrar a ordem dessa fila de eletronegatividade, guarde na memória a frase apresentada a seguir, em que a inicial de cada palavra corresponde ao símbolo dos elementos em questão:

“Fui Ontem No Clube, Briguei ISaí Correndo Para o Hospital”.

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Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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