Dê a configuração eletrônica no estado fundamental do
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica no estado fundamental da molécula neutra
.
Informações dadas (implícitas e necessárias):
Informações dadas (implícitas e necessárias):
- Cada átomo de nitrogênio tem número atômico
, ou seja, cada átomo traz elétrons. - Sendo a molécula neutra, o total de elétrons é
. - Pedido: escrever a distribuição eletrônica molecular no estado fundamental (níveis moleculares ocupados).
Passo 2
Como vamos proceder (conceitos básicos que você precisa): usaremos a teoria de orbitais moleculares (OM). Aqui estão os pontos essenciais, mastigadinhos:
- Orbitais moleculares (OM) resultam da combinação das orbitais atômicas dos dois átomos; alguns OM são ligantes (baixam a energia) e outros são antiligantes (aumentam a energia).
- Notação comum:
indica OM com simetria circular ao redor do eixo internuclear; indica OM com nodos ao redor do eixo. O asterisco indica orbital antiligante, por exemplo . - Princípios de ocupação: princípio de Aufbau (preenchemos do mais baixo em energia para cima), princípio de Pauli (cada OM comporta no máximo
elétrons com spins opostos) e regra de Hund (para orbitais degenerados, colocamos elétrons desemparelhados primeiro). - As OM
e são degeneradas (mesma energia).
Passo 3
Ordem de energias relevante para
(caso de diátomos homonucleares da segunda linha: até
ocorre mistura
que faz com que as
fiquem abaixo da
):
Cada orbital pode receber até
elétrons.
Passo 4
Vamos preencher os
elétrons seguindo a ordem acima. Primeiro, os elétrons mais internos (os equivalentes ao
dos átomos):
- Ocupamos
com elétrons e com elétrons.
Contagem:elétrons ocupados. Restam elétrons.
Passo 5
Próximo nível: os orbitais derivados de
:
- Ocupamos
com elétrons e com elétrons.
Agora temoselétrons ocupados no total. Restam elétrons, que irão para as OM de .
Passo 6
Preenchimento dos
(restantes
elétrons), seguindo a ordem
(degenerados) antes da
:
- As duas OM
e recebem, juntas, elétrons (ou seja, e ). Depois disso restam elétrons. - Esses
elétrons finais ocupam a com elétrons ( ).
Assim todas as OM atéestão completamente preenchidas e todos os elétrons aparecem pareados (logo a molécula é diamagnética).
Passo 7
Para reforçar e tirar dúvidas na prova: cálculo do ordem de ligação (bond order). Fórmula:
Contagem de elétrons:
- Ligantes:
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = . - Antiligantes:
( ) ( ) = .
Logo
ou seja, ligação tripla, o que você espera para
.
Passo 8
Resumo didático-final: ocupamos em sequência todas as OM até
, com todos os elétrons apareados, e a molécula tem ligação tripla e é diamagnética. Respira que tá tranquilo — essa é uma questão clássica e sempre resolvida do mesmo modo na prova.