2.26 A partir das configurações dos orbitais moleculares, determine as ordens de ligação de:
Passo 1
O que o problema pede: determinar a ordem de ligação de
.
Informações relevantes dadas: a espécie química é
(óxido nítrico com uma carga positiva). Não há figura; só precisamos usar teoria de orbitais moleculares e a contagem de elétrons.
Passo 2
Contagem de elétrons (valência) — passo essencial antes de preencher orbitais moleculares.
- Nitrogênio tem
elétrons de valência. - Oxigênio tem
elétrons de valência. - Então o NO neutro tem
elétrons de valência. - Como temos
, falta um elétron: elétrons de valência.
Portanto, vamos preencher os orbitais moleculares com
elétrons de valência.
Passo 3
Qual diagrama de níveis de energia usar? Explicação didática e por que escolhemos uma ordem específica.
- Na teoria de orbitais moleculares para diatômicos envolvendo 2p, existe um efeito chamado mistura
- que altera a ordem relativa dos orbitais e . - Para moléculas com número total de elétrons de valência pequeno (como B
, C , N — e espécies isoeletrônicas a N ), a mistura - é forte o suficiente para colocar abaixo de . Ou seja, a ordem é - Para moléculas com muitos elétrons (como O
, F ) a mistura é fraca e a ordem é abaixo de . - Como
tem elétrons de valência, é isoeletrônico com ; portanto usamos a ordem com abaixo de .
Passo 4
Preenchimento dos orbitais com os
elétrons de valência (usando a ordem escolhida). Vou escrever a configuração em termos de ocupações por orbital molecular:
Explicando passo a passo:
-
: 2 elétrons no orbital (ligante). -
: 2 elétrons no orbital (antiligante). -
: 4 elétrons preenchendo as duas orbitais degeneradas (cada uma com 2 elétrons) — ambos são orbitais ligantes. -
: 2 elétrons no orbital (ligante). - Não sobra elétron para os
ou .
Passo 5
Fórmula da ordem de ligação e contagem de elétrons ligantes vs. antiligantes.
- Definição prática que usamos:
, onde é o número de elétrons em orbitais ligantes e é o número de elétrons em orbitais antiligantes. - Identificação na nossa configuração:
- Orbitais ligantes ocupados:
(2 elétrons), (4 elétrons), (2 elétrons). Total . - Orbitais antiligantes ocupados:
(2 elétrons). Total .
- Orbitais ligantes ocupados:
- Aplicando a fórmula:
Passo 6
Interpretação e checagens rápidas (didático e motivador).
- Resultado
significa que a ligação entre e em é aproximadamente equivalente a uma tripla no sentido da força e comprimento (ligação mais forte e mais curta que uma dupla). - Consistência:
é isoeletrônico com (ambos com elétrons de valência) e tem ordem de ligação 3 — bom sinal de que o resultado está coerente. - Exemplo adicional para fixar: o NO neutro tem
elétrons de valência; sua configuração resulta em um elétron desemparelhado em , levando à ordem de ligação . Assim (remoção de um elétron) aumenta a ordem de ligação de para .