Usando a teoria do orbital molecular para as seguintes espécies:
lllll B2 & NO & CN^- & OF^+
(b) coloque as espécies em ordem crescente de estabilidade e preveja suas propriedades magnéticas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para usarmos a teoria do orbital molecular para as espécies B2, NO, CN^- e OF^+. Nosso objetivo é colocar essas espécies em ordem crescente de estabilidade e prever suas propriedades magnéticas. Para isso, vamos precisar entender como os elétrons estão distribuídos nos orbitais moleculares de cada espécie, calcular o ordem de ligação e identificar se há elétrons desemparelhados que indicam propriedades magnéticas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o básico da teoria do orbital molecular (TOM). Nessa teoria, os orbitais atômicos dos átomos se combinam para formar orbitais moleculares, que são espalhados por toda a molécula. Os elétrons nesses orbitais determinam a estabilidade da molécula (quanto maior a ordem de ligação, mais estável) e suas propriedades magnéticas (presença de elétrons desemparelhados faz a molécula ser paramagnética, caso contrário, é diamagnética).
A ordem de ligação é calculada pela fórmula:
Ordem de Ligação = (número de elétrons em orbitais ligantes - número de elétrons em orbitais antiligantes)2 çãúéúé

Passo 3

Vamos analisar cada espécie:

B2

  • Distribuição eletrônica: Cada átomo de boro tem 5 elétrons, então B2 tem 10 elétrons no total.
  • Orbitais moleculares: Para moléculas diatômicas de segunda linha como B2, a ordem dos orbitais é sigma2s < sigma2s^* < sigma2p < pi2p < pi2p^* < sigma2p^*.
  • Preenchimento dos elétrons:
    • sigma2s: 2 elétrons
    • sigma2s^*: 2 elétrons
    • pi2p: 4 elétrons
    • sigma2p: 2 elétrons
  • Cálculo da ordem de ligação: Ordem de Ligação = (6 - 4)2 = 1 çã
  • Propriedades magnéticas: Todos os elétrons estão emparelhados, então é diamagética.

Passo 4

NO

  • Distribuição eletrônica: N tem 7 elétrons e O tem 8, totalizando 15 elétrons. Mas como é uma molécula, ajustamos para a estrutura específica de NO.
  • Orbitais moleculares: Para moléculas heteronucleares como NO, a energia dos orbitais pode variar, mas vamos considerar uma ordem similar.
  • Preenchimento dos elétrons:
    • sigma2s: 2 elétrons
    • sigma2s^*: 2 elétrons
    • pi2p: 4 elétrons
    • sigma2p: 2 elétrons
    • pi2p^*: 5 elétrons
  • Cálculo da ordem de ligação: Ordem de Ligação = (6 - 5)2 = 0.5 çã
  • Propriedades magnéticas: Há um elétron desemparelhado, então é paramagnética.

Passo 5

CN^-

  • Distribuição eletrônica: C tem 6 elétrons, N tem 7, e o íon extra dá 1, totalizando 14 elétrons.
  • Orbitais moleculares:
    • sigma2s: 2 elétrons
    • sigma2s^*: 2 elétrons
    • pi2p: 4 elétrons
    • sigma2p: 2 elétrons
    • pi2p^*: 4 elétrons
  • Cálculo da ordem de ligação: Ordem de Ligação = (6 - 4)2 = 1 çã
  • Propriedades magnéticas: Todos os elétrons estão emparelhados, então é diamagética.

Passo 6

OF^+

  • Distribuição eletrônica: O tem 8 elétrons, F tem 9, e o íon positivo remove 1, totalizando 16 elétrons.
  • Orbitais moleculares:
    • sigma2s: 2 elétrons
    • sigma2s^*: 2 elétrons
    • pi2p: 4 elétrons
    • sigma2p: 2 elétrons
    • pi2p^*: 6 elétrons
  • Cálculo da ordem de ligação: Ordem de Ligação = (6 - 6)2 = 0 çãAtenção: Uma ordem de ligação de 0 indica que a molécula não é estável.
  • Propriedades magnéticas: Todos os elétrons estão emparelhados, mas como a ordem de ligação é 0, a molécula não é estável.

Resposta

Organizando as espécies em ordem crescente de estabilidade:
OF^+ < NO < B2 < CN^-
Propriedades magnéticas:
  • OF^+: Não estável.
  • NO: Paramagnética (1 elétron desemparelhado).
  • B2: Diamagnética.
  • CN^-: Diamagnética.

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