1. Use a teoria dos orbitais moleculares para explicar porque a remoção de um elétron da molécula de O2 aumenta a energia de ligação, enquanto que na molécula de N2 ocorre o contrário.
  2. Quais dessas quatro moléculas são paramagnéticas?

Passo 1

Na construção dos orbitais moleculares, a primeira coisa é a gente fazer a distribuição de Linus Pauling pra cada elemento da molécula. Como são homoatômicas, é mais tranquilo fazer isso.

O 16 → 1 s 2 2 s 2 2 p 6

Ou seja, temos 6 elétrons na camada de valência do oxigênio, onde 2 elétrons estão no subnível s e 4 estão no subnível p. De acordo com a teoria dos orbitais moleculares a gente vai precisar construir os orbitais separados, lembrando que ao formar a ligação, o novo orbital formado terá menor energia. Outra coisa é lembrar que a ordem de energia dos subníveis é s > p > d > f

Passo 2

O primeiro passo é a gente construir o orbital molecular, vamos fazer do O2 e depois semelhantemente vamos fazer o mesmo para o N2. Aqui vamos já responder a letra (a) e (b) ao mesmo tempo.

Onde o símbolo * significa um orbital antiligante!!

Agora precisamos preencher os orbitais moleculares formados começando sempre pelo orbital de menor energia, ou seja, os orbitais ligantes.

Observe que o O2 vai apresentar dois elétrons desemparelhados no orbital ligante π 3 p , o que configura uma propriedade paramagnética ao componente, ou seja, essa molécula vai ser atraída por imãs. Note que para o O2+ precisamos retirar um elétron, certo?

Ainda assim, por possuir um elétron desemparelhado o íon O2+ responde na presença de imãs, por exemplo, ou seja, é paramagnético.

Observe que o aumento da energia de ligação aumenta pois tiramos um elétron de um subnível estável (ou seja, semipreenchida) e agora ficamos com um subnível π 3 p apenas com 1 elétron, o que faz com que haja uma maior desestabilização do sistema, e por fim, aumentando a energia de ligação.

Passo 3

Para o N2 vamos fazer a mesma coisa. Primeiro fazer a distribuição de Linus Pauling, verificar quantos elétrons de valência tem e construir nosso orbital molecular. Ao final, teremos um orbital da seguinte forma.

Observe que a molécula não tem elétrons desemparelhados, ou seja, não será atraída por imãs. Porém, note o seguinte, aqui o N2+ perderá um elétron no nível σ 2 p , o que proporcionará um elétron desemparelhado na molécula, indicando que N2+ é uma molécula paramagnética. Por sua vez, observe que ao se tirar 1 elétron do subnível σ 2 p continuamos tendo as condições de estabilidade: orbital semipreenchido ou totalmente preenchido, o que gera uma estabilização do sistema e portanto, uma diminuição da energia de ligação.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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