Determine as configurações eletrônicas do
, do CN e do CN -. Qual espécie tem a ligação C - N mais forte?
Passo 1
Então, o enunciado pede para a gente achar as configurações eletrônicas, na visão de Teoria de Orbitais Moleculares, de CN⁺, CN e CN⁻, e descobrir qual deles tem a ligação C–N mais forte.
Conteúdo: Teoria de Orbitais Moleculares (MOs) para diatômicos de 2ª linha e cálculo de ordem de ligação.
O que precisamos:
Conteúdo: Teoria de Orbitais Moleculares (MOs) para diatômicos de 2ª linha e cálculo de ordem de ligação.
O que precisamos:
- Contar elétrons de valência de cada espécie.
- Saber a ordem de energias das MOs (até N₂ e isoeletrônicos).
- Preencher as MOs, calcular a ordem de ligação via
Passo 2
Contando elétrons de valência (só 2s+2p de C e N):
- C tem 4 e⁻, N tem 5 e⁻.
- CN⁺: 4 + 5 − 1 = 8 elétrons de valência.
- CN : 4 + 5 = 9 elétrons de valência.
- CN⁻: 4 + 5 + 1 =10 elétrons de valência.
Passo 3
Ordem de energia das MOs (caso “até N₂” e isoeletrônicos):
σ₂s < σ₂s < π₂p (duas orbitais) < σ₂p < π₂p < σ*₂p.
Vamos preencher nessa sequência.
σ₂s < σ₂s < π₂p (duas orbitais) < σ₂p < π₂p < σ*₂p.
Vamos preencher nessa sequência.
Passo 4
Preenchendo CN⁺ (8 e⁻):
- (σ₂s)² → sobra 6 e⁻
- (σ*₂s)² → sobra 4 e⁻
- (π₂p)⁴ → sobra 0 e⁻
Configuração:
– Ligantes: σ₂s (2) + π₂p (4) = 6
– Antiligantes: σ*₂s (2)
Ordem de ligação = (6 − 2)/2 = 2
– Antiligantes: σ*₂s (2)
Ordem de ligação = (6 − 2)/2 = 2
Passo 5
Preenchendo CN (9 e⁻):
começamos igual a CN⁺ (8 e⁻) e sobra 1 elétron:
4. (σ₂p)¹
Configuração:
começamos igual a CN⁺ (8 e⁻) e sobra 1 elétron:
4. (σ₂p)¹
Configuração:
– Ligantes: σ₂s (2)+π₂p (4)+σ₂p (1) = 7
– Antiligantes: σ*₂s (2)
Ordem de ligação = (7 − 2)/2 = 2{,}5
– Antiligantes: σ*₂s (2)
Ordem de ligação = (7 − 2)/2 = 2{,}5
Passo 6
Preenchendo CN⁻ (10 e⁻):
segue CN (9 e⁻) e sobra mais 1 elétron:
5. (σ₂p)²
Configuração:
segue CN (9 e⁻) e sobra mais 1 elétron:
5. (σ₂p)²
Configuração:
– Ligantes: 2 + 4 + 2 = 8
– Antiligantes: 2
Ordem de ligação = (8 − 2)/2 = 3
– Antiligantes: 2
Ordem de ligação = (8 − 2)/2 = 3
Passo 7
Comparando ordens de ligação:
CN⁺ → 2
CN → 2{,}5
CN⁻ → 3
Quanto maior a ordem de ligação, mais forte é a ligação C–N.
CN⁺ → 2
CN → 2{,}5
CN⁻ → 3
Quanto maior a ordem de ligação, mais forte é a ligação C–N.
Resposta
Configurações eletrônicas (MOs) e ordens de ligação:
- CN⁺:
, ordem = 2 - CN :
, ordem = 2{,}5 - CN⁻:
, ordem = 3
Espécie com ligação C–N mais forte: CN⁻.