Considere as espécies:
e
.
a) Calcule a ordem de ligação para cada uma.
b) Classifique-as em ordem crescente de comprimento de ligação.
c) Justifique sua resposta com base na Teoria do Orbital Molecular.
a) Calcule a ordem de ligação para cada uma.
b) Classifique-as em ordem crescente de comprimento de ligação.
c) Justifique sua resposta com base na Teoria do Orbital Molecular.
Passo 1
O enunciado pede a ordem de ligação de
,
e
, depois classificar essas espécies em ordem crescente de comprimento de ligação e, por fim, justificar com base na Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM). Vamos usar o diagrama de níveis para moléculas homonucleares de elementos do segundo período até o nitrogênio (
) e a fórmula
Passo 2
Para
(caso do nitrogênio), a sequência de orbitais moleculares em ordem crescente de energia é
Distribuímos os elétrons de valência (somente os de
e
) em cada espécie:
-
: elétrons. -
: elétrons (remove-se 1 do HOMO). -
: elétrons (adiciona-se 1 no LUMO).
Passo 3
Contagem de elétrons em orbitais ligantes e antiligantes e cálculo da ordem de ligação:
Passo 4
Na TOM, maior ordem de ligação corresponde a ligação mais curta, pois há mais elétrons ligantes em relação aos antiligantes. Portanto, em ordem crescente de comprimento de ligação (menor → maior):
Passo 5
Justificativa pela TOM: partir de
(ordem 3),
- ao remover um elétron do orbital
(ligante) para formar , diminui-se a ordem em ; - ao adicionar um elétron no orbital
(antiligante) para formar , também se reduz a ordem em .
Assim,e ficam com ordem 2,5, acarretando maior comprimento de ligação que .
Resposta
a)
b)
c) A remoção de um elétron de um orbital ligante ou a adição de um elétron em um orbital antiligante reduz a ordem de ligação em 0,5, levando a ligações mais longas nas espécies carregadas.
b)
c) A remoção de um elétron de um orbital ligante ou a adição de um elétron em um orbital antiligante reduz a ordem de ligação em 0,5, levando a ligações mais longas nas espécies carregadas.