4. Escolha uma molécula diatômica real do tipo (atribua um certo número de elétrons aos átomos e de modo que cada átomo tenha entre e ). Considere a molécula , os íons , e o primeiro estado excitado .
a) Construa os diagramas de orbitais moleculares e calcule as ordens de ligação para cada uma das espécies.
b) Qual espécie é a mais estável?
c) Qual tem maior comprimento de ligação?
d) Qual é (ou quais são) paramagnética(s)?
Justifique suas respostas.
Passo 1
Oi, galerinha! Tudo bom? O enunciado pede para escolhermos uma molécula diatômica real cujo o número de elétrons de cada átomo esteja entre e .
Podemos escolher algum caso onde temos . Deste modo, podemos escolher a molécula de , uma vez que o oxigênio possui .
O oxigênio possui a seguinte distribuição eletrônica:
Definida a mólecula vamos responder as perguntas!
Passo 2
- De cara, ele já pede para construirmos os diagramas de orbitais moleculares para cada espécie.
- A espécie mais estável é aquela que terá a maior ordem de ligação. Logo é .
- A espécie que tem maior comprimento de ligação é aquela que terá a menor ordem de ligação. Logo é .
- As espécies paramagnéticas são aquelas que possuem elétrons desemparelhados. Logo todas são paramagéticas.
Lembrando que para montar o diagrama temos que cada orbital atômico se combina outro orbital atômico (colunas externas), fomando a mesma quantidade de orbitais moleculares (coluna do meio), sendo alguns ligantes e antiligantes, sempre respeitando a simetria do diagrama. Depois preenchemos com os elétrons, sempre de menor energia para maiores energias.
Vamos começar pela
Já a ordem de ligação podemos calcular por:
Logo,
Passo 3
Agora vamos fazer o . Lembrando que se a molécula está positiva, significa que ela perdeu um elétron. Então podemos repetir o diagrama acima, apenas retirando um eletron no nível mais energético:
Já a ordem de ligação fica assim:
Passo 4
Agora vamos fazer o . Lembrando que se a molécula está negativa, significa que ela ganhou um elétron. Então podemos repetir o diagrama , apenas adicionando um eletron no nível mais energético:
Já a ordem de ligação fica assim:
Passo 5
Agora vamos fazer o . Aqui podemos repetir o diagrama , apenas colocando um eletron em um nível de energia mais alto que o fundamental. Fica assim:
Já a ordem de ligação fica assim:
Prontinho! Agora finalizamos a letra (a).
Passo 6
Passo 7
Passo 8
Resposta
- No texto.
- Todas as espécies.