Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 15.1 - Ex. 128
- Desenhe o diagrama dos níveis de energia dos orbitais moleculares para . Use o diagrama para determinar a ordem das ligações e as propriedades magnéticas do .
- Que propriedade molecular do oxigênio é explicada por esse diagrama de orbitais moleculares, mas não pela estrutura de Lewis?
- Descreva a natureza do orbital molecular ocupado de mais alta energia. Ele é ligante, antiligante ou um não-ligante?
- Prediga a ordem de ligação e as propriedades magnéticas do íon peróxido e do íon superóxido na base da teoria dos orbitais moleculares.
Passo 1
Bora começar mais uma, guerreiros!
No capítulo 3 nós temos o diagrama para o
Como nós temos 4 elétrons no orbital p para cada um dos átomos de oxigênio o diagrama ficará assim:
Pela figura nós podemos observar dois elétrons desemparelhados, não é?
Quando temos esta situação a molécula mostra um comportamento magnético e a chamamos de molécula paramagnética.
Quanto à ordem de ligação, podemos usar a fórmula:
Onde é o número de elétrons no orbital antiligante e o número de elétrons no orbital de ligação.
Nos orbitais ligantes nós podemos contar 8 elétrons, sei nos orbitais e dois no , certo?
Já nos orbitais antiligantes nós teremos somente 4, dois no e dois no
Substituindo:
Tudo certinho nessa, não é? Então bora para a B.
Passo 2
Então galera, o que este diagrama nos mostrou? A propriedade magnética e a ordem da ligação, não é?
A estrutura de Lewis nos permite identificar a ordem de ligação entre dois átomos, no entanto a propriedade magnética nós não conseguiremos prever através dela.
Passo 3
Então galera, os orbitais moleculares ocupados de mais alta energia (HOMO) são: e
Aqui, na molécula de , vemos que o HOMO são orbitais antiligantes!
Tranquilo, né?
Então bora para a letra D.
Passo 4
O íon superóxido é o . Então nós temos um elétron a mais que a molécula de não é?
Desenhando isso:
Pela figura nós observamos que ainda há um elétron desemparelhado, não é? Então a molécula continua sendo paramagnética.
Para a ordem de ligação, nos orbitais ligantes nós podemos contar 8 elétrons, sei nos orbitais e dois no , certo?
Já nos orbitais antiligantes nós teremos somente 5, três no e dois no
Substituindo:
Já estão tirando de letra, né?
Vamos fazer o próximo íon e finalizar mais uma questão!!
Passo 5
O íon peróxido é o . Então nós temos dois elétrons a mais que a molécula de não é?
Desenhando isso:
Pela figura não há elétrons desemparelhados. Então a molécula passa a ser diamagnética.
Para a ordem de ligação, nos orbitais ligantes nós continuamos com 8 elétrons, enquanto nos orbitais antiligantes nós teremos 6, quatro no e dois no
Substituindo:
E é só isso galeraa!
Resposta
- Molécula Paramagnética | ;
- Propriedade Magnética;
- Antiligantes;
- Molécula Paramagnética | ;
Molécula Diamagnética |