Exercícios Resolvidos de Teoria dos Orbitais Moleculares

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Enunciado

4. Escolha uma molécula diatômica real do tipo A B (atribua um certo número de elétrons aos átomos A e B de modo que cada átomo tenha entre 5 e 10   e l é t r o n s ). Considere a molécula A B , os íons A B + , A B - e o primeiro estado excitado A B * .

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 5 e 10   e l é t r o n s .

Podemos escolher algum caso onde temos A = B . Deste modo, podemos escolher a molécula de O 2 , uma vez que o oxigênio possui 8   e l é t r o n s .

O oxigênio possui a seguinte distribuição eletrônica:

1 s 2 2 s 2 2 p 4

Definida a mólecula vamos responder as perguntas!

Passo 2

  1. De cara, ele já pede para construirmos os diagramas de orbitais moleculares para cada espécie.
  2. 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 A B = O 2

    Já a ordem de ligação podemos calcular por:

    O . L . = 1 2 n º   d e   e l e t r o n s   l i g a n t e s - n º   d e   e l e t r o n s   a n t i l i g a n t e s

    Logo,

    O . L . = 1 2 8 - 4 = 2

    Passo 3

    Agora vamos fazer o A B + . 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:

    O . L . = 1 2 8 - 3 = 2,5

    Passo 4

    Agora vamos fazer o A B - . Lembrando que se a molécula está negativa, significa que ela ganhou um elétron. Então podemos repetir o diagrama A B , apenas adicionando um eletron no nível mais energético:

    Já a ordem de ligação fica assim:

    O . L . = 1 2 8 - 5 = 1,5

    Passo 5

    Agora vamos fazer o A B * . Aqui podemos repetir o diagrama A B , apenas colocando um eletron em um nível de energia mais alto que o fundamental. Fica assim:

    Já a ordem de ligação fica assim:

    O . L . = 1 2 8 - 4 = 2

    Prontinho! Agora finalizamos a letra (a).

    Passo 6

  3. A espécie mais estável é aquela que terá a maior ordem de ligação. Logo é A B + .
  4. Passo 7

  5. A espécie que tem maior comprimento de ligação é aquela que terá a menor ordem de ligação. Logo é A B - .
  6. Passo 8

  7. As espécies paramagnéticas são aquelas que possuem elétrons desemparelhados. Logo todas são paramagéticas.

Resposta

  1. No texto.
  2. A B +
  3. A B -
  4. Todas as espécies.

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