Supondo que o esquema dos orbitais moleculares acima esteja qualitativamente correto quanto ao espaçamento relativo entre os orbitais, escreva as configurações eletrônicas dos dois primeiros estados excitados da pirazina e os termos correspondentes a estes estados.
Passo 1
Então, vamos lá! A questão pede para a gente escrever as configurações eletrônicas dos dois primeiros estados excitados da pirazina e identificar os termos correspondentes. Para resolver isso, vamos trabalhar com conceitos de orbitais moleculares, como eles se organizam e como os elétrons se distribuem nesses orbitais. Precisamos entender um pouquinho de teoria sobre configuração eletrônica e termos terminais para chegar à resposta.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber quantos elétrons a pirazina possui. A pirazina é uma molécula heterocíclica com a fórmula C₅H₅N, o que significa que temos 6 átomos (5 de carbono e 1 de nitrogênio). Calculando os elétrons de valência:
- Carbono © tem 4 elétrons de valência.
- Nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência.
- Hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência.
Então, total de elétrons de valência = (5 C × 4) + (1 N × 5) + (5 H × 1) = 20 + 5 + 5 = 30 elétrons.
Passo 3
Agora, vamos distribuir esses 30 elétrons nos orbitais moleculares da pirazina. Considerando que o esquema dos orbitais está qualitativamente correto quanto ao espaçamento relativo, vamos preencher os orbitais do menor para o maior. Os elétrons são emparelhados nos orbitais de menor energia primeiro.
Passo 4
Para encontrar os estados excitados, precisamos promover elétrons dos orbitais ocupados para orbitais de energia maior. O primeiro estado excitado ocorre quando um elétron é promovido do orbital mais baixo disponível para o próximo orbital vazio. O segundo estado excitado ocorre quando um elétron é promovido para um orbital ainda mais alto ou outro orbital vazio.
Passo 5
Com a configuração eletrônica dos estados excitados, podemos determinar os termos correspondentes usando a notação de termos terminais, que envolve os estados singlet, triplet, etc., baseados no spin dos elétrons envolvidos na promoção.
Resposta
As configurações eletrônicas dos dois primeiros estados excitados da pirazina são:
-
Primeiro Estado Excitado:
- Configuração: $ \mathrm{(π)5(π*)^1} $
- Termo: $ ^{3}B_{2} $
-
Segundo Estado Excitado:
- Configuração: $ \mathrm{(π)4(π*)^2} $
- Termo: $ ^{1}A_{1} $