Os cátions
e
são ambos conhecidos.
é vermelho, e
é azul brilhante. A partir dessa informação o que você pode afirmar sobre as energias dos orbitais HOMO e LUMO para essas moléculas?
Passo 1
Beleza, olha só o que o exercício tá pedindo: temos dois cátions diatômicos, Br₂⁺ (que é vermelho) e I₂⁺ (que é azul). Queremos descobrir o que isso nos conta sobre as energias dos orbitais HOMO e LUMO dessas moléculas.
Conteúdo: espectroscopia Visível + teoria de orbitais moleculares (HOMO, LUMO).
O que vamos usar:
Conteúdo: espectroscopia Visível + teoria de orbitais moleculares (HOMO, LUMO).
O que vamos usar:
- A relação entre cor (λ de absorção) e energia de fóton
- O conceito de gap (diferença de energia) entre HOMO e LUMO sendo essa energia absorvida.
Passo 2
Antes de tudo, o que é HOMO e LUMO?
- HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital, o último orbital que tem elétrons.
- LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital, o primeiro orbital vazio.
Quando um elétron pula do HOMO para o LUMO, ele “absorve” uma certa energia
Na prática, essa energia vem de um fóton de luz:
Na prática, essa energia vem de um fóton de luz:
onde
é o comprimento de onda que a molécula absorve.
Passo 3
Analisando Br₂⁺ (vermelho):
- Ela transmite (ou reflete) luz vermelha (em torno de 650–700 nm).
- Isso significa que ela absorve a cor complementar, ou seja, o verde-azulado, digamos uns 500 nm.
- Logo, o gap HOMO–LUMO de Br₂⁺ atende
Passo 4
Agora I₂⁺ (azul):
- Ela aparece azul (~450 nm), então absorve o laranjinha/amarelo, digamos uns 600 nm.
- Da mesma forma
Comparando:
Resposta
O gap HOMO–LUMO de Br₂⁺ é maior que o de I₂⁺. Em outras palavras, Br₂⁺ tem uma diferença de energia maior entre seu HOMO e seu LUMO do que I₂⁺.