Classifique as afirmativas abaixo como VERDADEIRAS (V) ou FALSAS (F). Justifique a sua classificação, somente no caso das afirmativas falsas.
( ) Num orbital molecular antiligante, a densidade eletrônica é diminuída na região internuclear.
( ) Num orbital molecular antiligante, a densidade eletrônica é diminuída na região internuclear.
Passo 1
O enunciado pede que eu classifique a afirmativa como VERDADEIRA (V) ou FALSA (F). A afirmativa é:
“( ) Num orbital molecular antiligante, a densidade eletrônica é diminuída na região internuclear.”
“( ) Num orbital molecular antiligante, a densidade eletrônica é diminuída na região internuclear.”
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Há uma única afirmativa para avaliar.
- Preciso indicar V ou F.
- Se a afirmativa for falsa, devo justificar a classificação (apenas nesse caso). Mesmo assim, vou explicar calmamente os conceitos necessários para entender a resposta.
Passo 2
O que é “densidade eletrônica” e como ela se relaciona com orbitais?
- A densidade eletrônica num ponto do espaço é definida por
, onde é a função de onda (orbital) naquele ponto. - Ou seja: quanto maior
numa região, maior a probabilidade de encontrar o elétron ali — isso é a “densidade eletrônica”. - Para orbitais moleculares (OM) obtidos por combinação linear de orbitais atômicos (LCAO), a forma de
determina onde a densidade aumenta ou diminui.
Passo 3
Como se obtém orbitais moleculares simples (LCAO) e o que significa “antiligante”?
- No método LCAO uma OM pode ser escrita, de maneira simplificada, como combinação de dois orbitais atômicos
e :
onde
é constante de normalização. O sinal
dá o orbital ligante e o sinal
dá o orbital antiligante.
- “Ligante” (bonding): as partes das ondas somam-se construtivamente entre os núcleos, aumentando
e, portanto, a densidade entre os núcleos. - “Antiligante” (antibonding): as partes das ondas interferem de forma destrutiva na região internuclear, reduzindo
e, portanto, a densidade entre os núcleos. Frequentemente há um nó (ponto/planos onde ) entre os núcleos.
Passo 4
Um exemplo concreto muito simples (molécula íon
) — cálculo da densidade para
e
- Considere
e . - A densidade é
. Expandindo:
- Observação importante: o termo cruzado
é positivo para a combinação construtiva (aumenta densidade entre os núcleos) e negativo para a destrutiva (diminui densidade entre os núcleos). - No ponto médio entre núcleos, se
e têm valores iguais em módulo e mesmo sinal, então em esse termo cruzado cancela e pode resultar em (nó), logo nesse ponto — a densidade ali é zero.
Passo 5
Interpretação física e conclusão conceitual (didática e amigável)
- Em palavras simples: num orbital antiligante as ondas dos átomos se “anulam” entre os núcleos, então a função de onda fica pequena (ou nula) nessa região. Como a densidade eletrônica é o quadrado da função de onda, ela também fica diminuída entre os núcleos.
- Isso é exatamente o que se chama de característica antietan (antibonding): pouca ou nenhuma densidade eletrônica entre núcleos, o que não favorece a ligação química (os núcleos não ficam “protegidos” por elétrons entre eles).
- Observação prática: em orbitais
, etc., essa diminuição aparece como nós (pontos ou planos nodais) na região internuclear — sempre uma redução de densidade comparada ao orbital ligante correspondente.
Passo 6
Encorajamento rápido (você está indo bem!)
- Essa distinção entre soma (+) e diferença (−) é a peça-chave para identificar se um orbital aumenta ou diminui a densidade entre núcleos. Memorize a relação entre interferência construtiva = aumento de densidade (ligante) e interferência destrutiva = diminuição de densidade (antiligante). Isso aparece direto em questões de prova!
Resposta
(V)