2.26 A partir das configurações dos orbitais moleculares, determine as ordens de ligação de:
Passo 1
O enunciado pede: determinar a ordem de ligação de
.
Informações dadas e que vamos usar:
- Cada átomo de enxofre tem configuração eletrônica de valência
, isto é, elétrons de valência por átomo. - Portanto o par
tem elétrons de valência no total. - Vamos montar o diagrama de orbitais moleculares (OM) para os orbitais
e e preencher com elétrons, seguindo regras de Aufbau, princípio de exclusão de Pauli e regra de Hund. - Nosso objetivo final: calcular a ordem de ligação usando a fórmula
onde
é o número de elétrons em orbitais ligantes e
é o número de elétrons em orbitais antiligantes.
Passo 2
Conceitos essenciais (aquela mini-aula mastigada):
- Orbitais moleculares (OM): quando dois átomos se aproximam, seus orbitais atômicos se combinam formando OM ligantes (mais baixas em energia, favorecem ligação) e OM antiligantes (mais altas em energia, enfraquecem ligação).
- Cada OM comporta no máximo
elétrons com spins opostos (Pauli). - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (mesma energia), colocar primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear.
- Ordem de ligação: mede quantas ligações efetivas existem; positiva indica ligação estável, zero indica nenhuma ligação líquida.
Passo 3
Ordem e disposição energética das OM para
(ponto importante e motivo):
- Para diatômicos formados por elementos do terceiro período (
), o efeito de mistura - é pequeno. Isso faz com que a ordem energética das OM de seja a mesma que a observada em (não a de ). - Assim, a sequência de níveis relevantes (do mais baixo ao mais alto, só para valência
e ) é:
- Observação breve: aqui
fica abaixo das (isto é típico de O, S, …), então preenche-se a antes das .
Passo 4
Preenchimento dos
elétrons nas OM (contagem passo a passo):
- Primeiro, os
elétrons do nível (dois por átomo combinados) ocupam
(Agora já usamos
elétrons; restam
.)
- Em seguida preenchemos as OM formadas a partir dos
. Pela ordem dada: -
recebe elétrons. (restam ) - As duas
degeneradas recebem juntas elétrons (duas em cada), preenchendo-as completamente. (restam ) - Os
elétrons restantes ocupam as orbitais e uma em cada, segundo a regra de Hund (ou seja, existem elétrons desemparelhados, um em cada orbital ).
-
- Assim, resumo do preenchimento nos níveis de valência
:
Passo 5
Classificação em ligantes e antiligantes e contagem final:
- Orbitais ligantes e seus elétrons:
-
: -
: -
: (no total)
-> total.
-
- Orbitais antiligantes e seus elétrons:
-
: -
:
-> total.
-
Passo 6
Cálculo da ordem de ligação:
Passo 7
Interpretação e comentário final (curiosidade útil para prova):
-
tem ordem de ligação , ou seja, uma ligação efetiva dupla. - Além disso, há
elétrons desemparelhados (um em cada orbital ), então a espécie é paramagnética, semelhante a . Isso pode ser pedido em provas como consequência da configuração MO.
Resposta
Ordem de ligação