O gráfico mostra a variação da energia potencial, Ep, de dois átomos de hidrogénio em função da distância, r, entre os núcleos dos átomos. Indique para a ligação H–H, na molécula de hidrogénio: (1) a energia da ligação; (2) o comprimento da ligação na unidade SI de base, expresso em notação científica. Com base na análise do gráfico, pode afirmar-se que:

(1) Energia de ligação (H–H)

• No gráfico, o zero de energia (≈ 0 kJ·mol$^{-1}$) corresponde aos átomos separados a grandes distâncias (por exemplo, r ≈ 300 pm).
• O mínimo da curva está em $E_p = -436$ kJ·mol$^{-1}$, em r = 74 pm.
• A energia de ligação (energia necessária para quebrar a ligação e separar os átomos até $E_p \approx 0$) é o módulo da profundidade do poço: $E_{lig} = 0 - (-436) = 436\ \text{kJ·mol}^{-1}.$

(2) Comprimento de ligação em unidade SI de base (m), em notação científica

• O comprimento de ligação é a distância no mínimo da energia: $r_0 = 74$ pm.
• Conversão: $1\ \text{pm} = 10^{-12}\ \text{m}$. $74\ \text{pm} = 74\times 10^{-12}\ \text{m} = 7{,}4\times 10^{-11}\ \text{m}.$

Análise das alternativas

• A) Falsa. Formar a ligação leva o sistema a um mínimo de energia (mais negativo), ou seja, maior estabilidade.
• B) Falsa. Quebrar ligações absorve energia; para 1 mol de ligações H–H são necessários 436 kJ (não “liberta-se”).
• C) Falsa. Ao diminuir r a partir de grandes distâncias, $E_p$ diminui até o mínimo; porém, se continuar diminuindo para r < $r_0$, $E_p$ aumenta (fica menos negativo), logo não diminui sempre.
• D) Verdadeira. Para distâncias internucleares menores que $r_0$, a energia potencial aumenta devido à repulsão, e a molécula fica menos estável.

Alternativa correta: (D).