Usando a teoria do orbital molecular para as moléculas
e
;
Coloque as espécies em ordem crescente de estabilidade e
Coloque as espécies em ordem crescente de estabilidade e
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente usar a teoria dos orbitais moleculares nas moléculas
e
e, depois, colocar essas espécies em ordem crescente de estabilidade. Então, vamos precisar entender o básico da teoria dos orbitais moleculares, como essa teoria se aplica a cada uma dessas moléculas e o que significa “estabilidade” nesse contexto.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é a teoria dos orbitais moleculares (TOM). Basicamente, a TOM explica a formação de ligações químicas considerando que os elétrons são distribuídos em orbitais que pertencem à molécula inteira, e não apenas a um átomo. Esses orbitais podem ser formados pela combinação de orbitais atômicos quando os átomos se aproximam.
Passo 3
Agora, vamos aplicar a TOM à molécula
. O boro tem 5 elétrons, então cada átomo de boro contribui com 5 elétrons, totalizando 10 elétrons para a molécula. No diagrama de orbitais moleculares para
, os orbitais sigma e pi se ocupam de acordo com a energia, preenchendo primeiro os orbitais de menor energia.
Passo 4
Para a molécula
, o hélio tem 2 elétrons, mas como é
, temos um total de 3 elétrons (2 de cada hélio menos 1). Aplicamos a TOM aqui também, montando o diagrama de orbitais moleculares e distribuindo os elétrons nos orbitais disponíveis.
Passo 5
A estabilidade de uma molécula na TOM está relacionada com a diferença entre o número de elétrons nos orbitais ligantes (que fortalecem a ligação) e nos orbitais antiligantes (que enfraquecem a ligação). Quanto maior essa diferença, mais estável é a molécula.
Passo 6
Vamos calcular a diferença entre elétrons nos orbitais ligantes e antiligantes para cada molécula:
- Para
: Supondo que temos mais elétrons em orbitais ligantes, isso aumenta a estabilidade. - Para
: Com apenas 3 elétrons, a diferença pode ser menor comparada ao .
Passo 7
Com base nisso, podemos concluir que
tem uma diferença maior de elétrons ligantes versus antiligantes, tornando-a mais estável que
.
Resposta
A ordem crescente de estabilidade das espécies é:
<
.