Descreva a formação das ligações na molécula de N2 pela teoria da ligação de valência (TLV).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa falar sobre como as ligações na molécula de nitrogênio (N₂) são formadas usando a Teoria da Ligação de Valência (TLV). Para isso, vamos precisar entender conceitos como orbitais atômicos, híbridos, e como os elétrons se organizam para formar ligações químicas estáveis.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a molécula de N₂ é formada por dois átomos de nitrogênio. Cada átomo de nitrogênio tem 5 elétrons na camada de valência. A TLV nos ajuda a entender como esses elétrons se combinam para formar ligações.
Passo 3
Na TLV, as ligações químicas são formadas pelo sobreposição de orbitais atômicos dos átomos que estão se unindo. Para o nitrogênio, os orbitais disponíveis são os 2s e os três 2p (2pₓ, 2pᵧ, 2p_z).
Passo 4
Cada nitrogênio tem 5 elétrons de valência: 2 no orbital 2s e 3 distribuídos nos orbitais 2p. Para formar a molécula de N₂, esses elétrons se rearranjam para criar ligações mais fortes e estáveis.
Passo 5
A TLV propõe que os átomos possam formar ligações simples, duplas ou triplas dependendo de como os orbitais se sobrepõem. No caso do N₂, queremos formar a maior quantidade possível de ligações para atingir uma molécula estável.
Passo 6
Para o N₂, os dois átomos de nitrogênio usam seus orbitais 2p para formar ligações múltiplas. Especificamente, eles formam uma ligação sigma (σ) pela sobreposição dos orbitais 2p_z e duas ligações pi (π) pela sobreposição dos orbitais 2pₓ e 2pᵧ.
Passo 7
Além disso, os elétrons do orbital 2s podem também se sobrepor, formando uma ligação sigma adicional. Mas no caso do N₂, a principal contribuição vem das ligações sigma e pi dos orbitais 2p.
Passo 8
Portanto, na molécula de N₂, cada nitrogênio contribui com três elétrons para formar uma ligação tripla: uma sigma e duas pi. Isso resulta em uma ligação tripla entre os dois átomos de nitrogênio, tornando a molécula bastante estável.
Resposta
A molécula de N₂ é formada por uma ligação tripla segundo a Teoria da Ligação de Valência, composta por uma ligação sigma e duas ligações pi resultantes da sobreposição dos orbitais 2p dos dois átomos de nitrogênio.