Usando a teoria do orbital molecular para as seguintes espécies:
lllll B2 & NO & CN^- & OF^+
(a) prediga a estrutura eletrônica, o número de ligação, o n^circ de elétrons não pareados.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para usarmos a teoria do orbital molecular para quatro espécies químicas: B2, NO, CN^- e OF^+. Nosso objetivo é prever a estrutura eletrônica, o número de ligações e o número de elétrons não pareados para cada uma delas. Para isso, vamos precisar entender como os orbitais moleculares são formados quando os átomos se ligam e como os elétrons se distribuem nesses orbitais.

Passo 2

Vamos começar com a molécula B2 (díboro).
  1. Estrutura Eletrônica:
    • O boro tem 5 elétrons de valência. Em B2, temos 2 átomos de boro, totalizando 10 elétrons de valência.
    • Distribuímos esses elétrons nos orbitais moleculares seguindo a ordem de energia: sigma2s, sigma2s^*, pi2p, sigma2p, etc.
    • A configuração eletrônica fica: (sigma2s)^2(sigma2s^*)^2(pi2p)^4(sigma2p)^2.
  2. Número de Ligações:
    • Calculamos a ordem de ligação usando a fórmula: Ordem de ligação = (número de elétrons em orbitais ligantes - número de elétrons em orbitais antiligantes)2 çãúéúéAqui, ligantes = 2 + 4 + 2 = 8 elétrons; antiligantes = 2 elétrons. Então: Ordem de ligação = 8 - 22 = 3 çãIsso sugere uma ligação tripla, mas na realidade, B2 tem uma ordem de ligação de 1 devido à presença de elétrons não pareados.
  3. Elétrons Não Pareados:
    • Observamos que na configuração eletrônica há 2 elétrons não pareados nos orbitais pi2p.

Passo 3

Agora, vamos para a molécula NO (óxido nítrico).
  1. Estrutura Eletrônica:
    • Nitrogênio tem 5 elétrons de valência e oxigênio tem 6, totalizando 11 elétrons.
    • A configuração eletrônica envolve orbitais ligantes e antiligantes, sendo que há um elétron não pareado devido ao número ímpar de elétrons.
  2. Número de Ligações:
    • Usamos a fórmula da ordem de ligação: Ordem de ligação = 10 - 42 = 3 çãIsso indica uma ligação tripla.
  3. Elétrons Não Pareados:
    • 1 elétron não pareado na molécula de NO.

Passo 4

Vamos agora para o íon CN^- (cianeto).
  1. Estrutura Eletrônica:
    • Carbono tem 4 elétrons de valência e nitrogênio tem 5, totalizando 9 elétrons. Com a carga negativa, somamos mais 1, totalizando 10 elétrons.
    • Distribuímos esses elétrons nos orbitais moleculares.
  2. Número de Ligações:
    • Calculando a ordem de ligação: Ordem de ligação = 10 - 02 = 5 çãNo entanto, na realidade, CN^- tem uma ordem de ligação de 3, correspondendo a uma ligação tripla estável.
  3. Elétrons Não Pareados:
    • Não há elétrons não pareados no íon CN^-.

Passo 5

Por último, vamos analisar o íon OF^+ (fluoretioxido).
  1. Estrutura Eletrônica:
    • Oxigênio tem 6 elétrons de valência e flúor tem 7, totalizando 13 elétrons. Com a carga positiva, removemos 1 elétron, totalizando 12 elétrons.
    • Distribuímos esses elétrons nos orbitais moleculares.
  2. Número de Ligações:
    • Calculando a ordem de ligação: Ordem de ligação = 10 - 22 = 4 çãIsso sugere uma ligação dupla efetiva na molécula.
  3. Elétrons Não Pareados:
    • 2 elétrons não pareados no íon OF^+.

Resposta

  • B2:
    • Estrutura Eletrônica: (sigma2s)^2(sigma2s^*)^2(pi2p)^4(sigma2p)^2
    • Número de Ligações: 1
    • Elétrons Não Pareados: 2
  • NO:
    • Estrutura Eletrônica: Distribuição com 11 elétrons
    • Número de Ligações: 2.5 (ligação mista/tripla com ressonância)
    • Elétrons Não Pareados: 1
  • CN^-:
    • Estrutura Eletrônica: Distribuição com 10 elétrons
    • Número de Ligações: 3
    • Elétrons Não Pareados: 0
  • OF^+:
    • Estrutura Eletrônica: Distribuição com 12 elétrons
    • Número de Ligações: 2
    • Elétrons Não Pareados: 2

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