Utilizando a teoria do orbital molecular, indique qual substância entre cada um dos seguintes pares apresenta maior afinidade para ganhar um elétron. Justifique sua resposta.
a) CN ou NO.
b)
ou
.
a) CN ou NO.
b)
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos usar a teoria do orbital molecular para determinar qual substância de cada par tem maior afinidade para ganhar um elétron. A afinidade eletrônica é a tendência de uma molécula a aceitar um elétron adicional. Para resolver isso, vamos analisar a estrutura eletrônica de cada molécula usando a teoria do orbital molecular.
Passo 2
a) CN ou NO
Vamos começar comparando o CN (cianeto) e o NO (óxido de nitrogênio).
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Estrutura Elettrônica:
- CN tem 13 elétrons (C: 6, N: 7).
- NO tem 15 elétrons (N: 7, O: 8).
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Distribuição de Elétrons nos Orbitais Moleculares:
- Na teoria do orbital molecular, os elétrons ocupam orbitais que são formados pela combinação dos orbitais atômicos dos átomos que formam a molécula.
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Afinidade Eletrônica:
- Moléculas com orbitais disponíveis de alta energia podem aceitar elétrons mais facilmente.
- NO, tendo mais elétrons, geralmente tem orbitais mais estabilizados, tornando menos propenso a aceitar um elétron em comparação ao CN.
Passo 3
Assim, entre CN e NO, o CN apresenta maior afinidade para ganhar um elétron devido à sua estrutura eletrônica que permite a acomodação de um elétron adicional de forma mais estável.
Passo 4
b) O₂²⁺ ou N₂²⁺
Agora, vamos comparar O₂²⁺ (íon peróxido) e N₂²⁺ (íon diazônio).
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Estrutura Elettrônica:
- O₂²⁺ tem 16 elétrons (cada O: 8, mas com carga +2).
- N₂²⁺ tem 14 elétrons (cada N: 7, com carga +2).
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Distribuição de Elétrons nos Orbitais Moleculares:
- O número de elétrons afeta a ocupação dos orbitais antibonding e bondings.
- Menos elétrons em O₂²⁺ significa menos elétrons ocupando os orbitais antibonding, tornando-o mais estável.
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Afinidade Eletrônica:
- O₂²⁺, com orbitais antibonding menos ocupados, pode aceitar um elétron mais facilmente do que N₂²⁺.
Passo 5
Portanto, entre O₂²⁺ e N₂²⁺, o O₂²⁺ tem maior afinidade para ganhar um elétron devido à sua configuração eletrônica mais favorável para a adição de um elétron extra.
Resposta
a) CN apresenta maior afinidade para ganhar um elétron.
b) O₂²⁺ apresenta maior afinidade para ganhar um elétron.
b) O₂²⁺ apresenta maior afinidade para ganhar um elétron.