A altas temperaturas, o vapor de enxofre está predominantemente na forma de moléculas de S2(g).
a. Assumindo que os diagramas de orbitais moleculares para terceiro período de moléculas diatômicas são análogas às de moléculas do segundo período, construa um diagrama Orbitais Moleculares para os orbitais de valência do S2(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado da questão nos diz que, em altas temperaturas, o vapor de enxofre ( S2(g)) existe principalmente na forma de moléculas diatômicas. O conteúdo que vamos abordar aqui é sobre Diagramas de Orbitais Moleculares, especificamente para moléculas do terceiro período, como o S2(g). Para resolver isso, precisamos entender como os orbitais atômicos se combinam para formar orbitais moleculares e como os elétrons são distribuídos nesses orbitais.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que cada átomo de enxofre ( S) tem 6 elétrons de valência. Como temos duas moléculas de enxofre, somamos isso para ter um total de 12 elétrons de valência no S2(g). Esses elétrons vão ocupar os orbitais moleculares de menor para o de maior energia, seguindo o princípio de Aufbau.

Passo 3

Agora, vamos identificar os orbitais atômicos de valência do enxofre. O enxofre está no terceiro período, então seus orbitais de valência são o 3s, 3p x, 3p y e 3p z. Quando esses orbitais se combinam para formar orbitais moleculares, criam-se orbitais sigma ( sigma) e pi ( pi), tanto de ligação quanto anti-ligação.

Passo 4

Construindo o diagrama, começamos alinhando os orbitais atômicos dos dois enxofres. Em seguida, combinamos esses orbitais para formar os orbitais moleculares:
  • Orbitais σ e σ*: A combinação dos orbitais 3s cria um orbital σ (ligação) e um σ* (anti-ligação).
  • Orbitais π e π*: A combinação dos orbitais 3p x e 3p y cria dois orbitais π (ligação) e dois π* (anti-ligação).
  • Orbitais σ e σ*: A combinação do orbital 3p z cria um orbital σ (ligação) e um σ* (anti-ligação).

Passo 5

Agora distribuímos os 12 elétrons nos orbitais moleculares seguindo a regra de Aufbau (preenchimento dos orbitais de menor para o de maior energia) e o princípio de exclusão de Pauli (cada orbital pode conter até dois elétrons com spins opostos):
  1. σ (3s): 2 elétrons
  2. σ* (3s): 2 elétrons
  3. σ (3p z): 2 elétrons
  4. π (3p x e 3p y): 4 elétrons (2 em cada orbital π)
  5. π* (3p x e 3p y): 2 elétrons (1 em cada orbital π*)
Totalizando 12 elétrons.

Passo 6

Com os elétrons distribuídos, podemos visualizar o diagrama de orbitais moleculares do S2(g). Ele mostra os orbitais de ligação preenchidos até os π*, com orbitais σ* vazios ou parcialmente preenchidos dependendo do total de elétrons. No caso do S2(g), temos dois elétrons nos orbitais π*, indicando que a molécula possui uma ligação múltipla.

Resposta

O diagrama de Orbitais Moleculares para o S2(g) é construído combinando os orbitais atômicos 3s e 3p dos átomos de enxofre, formando orbitais σ, σ*, π e π*. Com 12 elétrons de valência, eles se distribuem nos orbitais de menor para maior energia, resultando em dois elétrons nos orbitais σ (3s), dois em σ* (3s), dois em σ (3p z), quatro nos orbitais π (3p x e 3p y) e dois nos orbitais π* (3p x e 3p y). Esse arranjo confere ao S2(g) características de uma ligação múltipla com orbitais anti-ligação parcialmente preenchidos.

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