Que tipos de ligações podem ser formadas entre orbitais s e p? E entre orbitais p e p? Quais interaçöes levarão a uma sobreposição melhor:
ou
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pergunta sobre os tipos de ligações que podem ser formadas entre orbitais $ s $ e $ p $, e entre orbitais $ p $ e $ p $. Além disso, queremos saber qual interação gera uma sobreposição melhor: $ 1s + 2p $ ou $ 1s + 3p $. Para resolver isso, vamos usar conceitos de ligações químicas e sobreposição de orbitais.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são orbitais $ s $ e $ p $. Os orbitais $ s $ são esféricos e têm forma simples, enquanto os orbitais $ p $ têm uma forma mais alongada, com duas lobas. Quando dois átomos se aproximam, seus orbitais podem se sobrepor para formar ligações químicas.
Passo 3
Agora, vamos ver que tipos de ligações podem ser formadas entre um orbital $ s $ e um orbital $ p $. A combinação de um $ s $ com um $ p $ pode resultar em ligações
ou
. No entanto, a ligação mais comum é a ligação
, onde a sobreposição ocorre ao longo do eixo entre os núcleos dos átomos.
Passo 4
Entre orbitais $ p $ e $ p $, podemos formar dois tipos principais de ligações:
e
. A ligação
ocorre quando os orbitais $ p $ se sobrepõem ao longo do eixo entre os núcleos, enquanto a ligação
ocorre quando os orbitais $ p $ se sobrepõem lateralmente, acima e abaixo do eixo.
Passo 5
Agora, vamos analisar qual interação resulta em uma sobreposição melhor: $ 1s + 2p $ ou $ 1s + 3p $. A sobreposição de orbitais depende da geometria e da orientação das orbitais envolvidas. Quanto mais alinhados e próximos estiverem os orbitais, melhor será a sobreposição.
Passo 6
No caso de $ 1s + 2p $, estamos combinando um orbital $ s $ com um orbital $ p $ de segunda dimensão. Já em $ 1s + 3p $, combinamos o $ s $ com um $ p $ de terceira dimensão. A sobreposição tende a ser melhor quando os orbitais estão mais alinhados e têm maior extensão espacial.
Passo 7
Comparando as duas interações, $ 1s + 2p $ geralmente proporciona uma sobreposição mais eficiente porque os orbitais estão mais próximos e melhor alinhados, resultando em uma ligação
mais forte. Já $ 1s + 3p $ pode ter uma sobreposição menos eficiente devido ao afastamento maior dos orbitais.
Resposta
Entre orbitais $ s $ e $ p $ podem-se formar ligações
, e entre orbitais $ p $ e $ p $ ligações
e
. A interação $ 1s + 2p $ leva a uma sobreposição melhor do que $ 1s + 3p $, resultando em ligações mais fortes e eficazes.