Dê o diagrama de orbitais moleculares, ordem de ligação e estrutura de Lewis para: C2, Br2 e CN^-. Dados: C(Z=6), Br(Z=35) e N(Z=7).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar o diagrama de orbitais moleculares, a ordem de ligação e a estrutura de Lewis para as moléculas C2, Br2 e CN^-. Para isso, vamos usar conceitos de teoria de orbitais moleculares e estrutura de Lewis. Vamos precisar saber sobre orbitais atômicos, formação de orbitais moleculares, emparelhamento de elétrons e como determinar a ordem de ligação.

Passo 2

Vamos começar com a molécula C2. O carbono tem 6 elétrons cada, então dois carbonos juntos têm 12 elétrons. Primeiro, a gente desenha a estrutura de Lewis. Cada carbono vai compartilhar seus elétrons para formar ligações. Para a estrutura de Lewis, C2 geralmente é representada com uma ligação dupla entre os carbonos.

Passo 3

Agora, vamos ao diagrama de orbitais moleculares para C2. O carbono tem orbitais 2s e 2p. Quando os dois átomos de carbono se unem, seus orbitais s e p se combinam para formar orbitais moleculares σ e π. Para C2, os elétrons preencherão os orbitais conforme a energia: primeiro os σ(2s), depois σ*(2s), então π(2p_x) e π(2p_y).

Passo 4

Calculando a ordem de ligação para C2:
Ordem de ligação = número de elétrons nos orbitais ligantes - número de elétrons nos orbitais antiligantes2 çãúéúé
Para C2, isso resulta em uma ordem de ligação de 2, indicando uma ligação dupla, o que confirma nossa estrutura de Lewis.

Passo 5

Agora, vamos para Br2. O bromo tem 35 prótons, mas o importante aqui é que cada átomo de bromo tem 7 elétrons de valência (posições na camada externa). Na estrutura de Lewis, duas moléculas de bromo se ligam por uma ligação simples, compartilhando um par de elétrons.

Passo 6

No diagrama de orbitais moleculares de Br2, cada bromo contribui com seus orbitais. Como bromos são elementos do terceiro período, eles têm orbitais d disponíveis, mas para simplicidade, consideraremos principalmente os orbitais s e p. A ligação resultante é uma ligação sigma (σ) formada pelo overlap dos orbitais p.

Passo 7

Calculando a ordem de ligação para Br2:
Ordem de ligação = 2 - 02 = 1 çã
Isso confirma que Br2 tem uma ligação simples, conforme a estrutura de Lewis.

Passo 8

Por último, vamos analisar o íon CN^-. O carbono tem 4 elétrons de valência e o nitrogênio tem 5, totalizando 9 elétrons. Como é um íon negativo, adicionamos mais um elétron, totalizando 10 elétrons de valência. Na estrutura de Lewis, o CN^- é linear, com uma ligação tripla entre o carbono e o nitrogênio.

Passo 9

No diagrama de orbitais moleculares para CN^-, os orbitais do carbono e do nitrogênio se combinam para formar orbitais sigma e pi. Com 10 elétrons, a ordem de ligação calculada será:
Ordem de ligação = 8 - 22 = 3 çã
Isso indica uma ligação tripla, confirmando nossa estrutura de Lewis.

Resposta

Resumindo:
  • Para C2, temos uma ligação dupla com ordem de ligação 2.
  • Para Br2, uma ligação simples com ordem de ligação 1.
  • Para CN^-, uma ligação tripla com ordem de ligação 3.
    As estruturas de Lewis e diagramas de orbitais moleculares correspondentes foram construídos considerando essas ligações e a distribuição dos elétrons.

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