Resultados experimentais indicam que a molécula
é paramagnética. Seria essa informação suficiente para que se decida a respeito das energias relativas dos orbitais moleculares
e
nessa molécula?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão diz que a molécula $ B_2 $ é paramagnética e pergunta se essa informação é suficiente para determinar qual é a energia relativa dos orbitais moleculares $ \sigma_{2p} $ e $ \pi_{2p} $ nessa molécula. Vamos precisar usar a teoria dos orbitais moleculares e entender como os elétrons estão distribuídos nos orbitais para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que significa a molécula ser paramagnética. Paramagnética quer dizer que a molécula tem elétrons desemparelhados, ou seja, alguns elétrons não estão emparelhados nos orbitais. Isso é importante porque a presença de elétrons desemparelhados afeta como os orbitais estão preenchidos e, consequentemente, suas energias relativas.
Passo 3
Agora, vamos considerar a molécula $ B_2 $. Cada átomo de boro tem 5 elétrons, então $ B_2 $ tem um total de 10 elétrons. Na teoria dos orbitais moleculares, esses elétrons vão se distribuir nos diferentes orbitais disponíveis.
Passo 4
Os orbitais moleculares relevantes para essa molécula são: $ \sigma_{2s} $, $ \sigma^*{2s} $, $ \pi{2p} $, e $ \sigma_{2p} $. A ordem de energia desses orbitais pode variar dependendo do número de elétrons na molécula.
Passo 5
Para moléculas como $ B_2 $, geralmente a ordem de energia dos orbitais $ \pi_{2p} $ é menor que a do $ \sigma_{2p} $. Isso significa que os elétrons vão preencher primeiro os orbitais $ \pi_{2p} $ antes de ocuparem os $ \sigma_{2p} $.
Passo 6
Considerando que $ B_2 $ é paramagnética, isso indica que há elétrons desemparelhados nos orbitais $ \pi_{2p} $. Se os $ \pi_{2p} $ fossem mais baixos em energia que os $ \sigma_{2p} $, não teríamos elétrons desemparelhados, já que eles preencheriam os $ \pi_{2p} $ completamente. Portanto, para ter elétrons desemparelhados, os $ \pi_{2p} $ precisam ser mais altos em energia que os $ \sigma_{2p} $.
Passo 7
Assim, a informação de que $ B_2 $ é paramagnética nos indica que há elétrons desemparelhados nos orbitais $ \pi_{2p} $, o que só é possível se esses orbitais forem mais energéticos que os $ \sigma_{2p} $.
Resposta
Sim, saber que $ B_2 $ é paramagnética é suficiente para concluir que os orbitais moleculares $ \pi_{2p} $ têm energia maior que os $ \sigma_{2p} $ nessa molécula.