Encontre a ordem de ligação do estado fundamental dos seguintes compostos:
e
, e com base nisso diga qual deles têm a menor distância de ligação.
Ordem de ligação do
Ordem de ligação do
Ordem de ligação do
Menor distância de ligação:
Ordem de ligação do
Ordem de ligação do
Menor distância de ligação:
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa encontrar a ordem de ligação dos compostos
,
e
. Além disso, vamos determinar qual desses tem a menor distância de ligação. Para isso, vamos usar conceitos de teoria dos orbitais moleculares, que nos ajuda a entender como os elétrons se distribuem nas ligações químicas entre os átomos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é ordem de ligação. A ordem de ligação indica quantas ligações fortes existem entre dois átomos. Ela é calculada pela fórmula:
Orbitais ligantes ajudam a manter os átomos juntos, enquanto orbitais antiligantes podem enfraquecer a ligação.
Passo 3
Vamos começar com o
. O carbono tem 6 elétrons, então duas moléculas de carbono terão 12 elétrons. Distribuindo esses elétrons nos orbitais moleculares, considerando a ordem de preenchimento:
-
: 2 elétrons (ligante) -
: 2 elétrons (antiligante) -
: 2 elétrons (ligante) -
e : 4 elétrons (ligantes)
Total de elétrons ligantes: 2 (σ2s) + 2 (σ2p_z) + 4 (π2p) = 8
Total de elétrons antiligantes: 2 (σ2s*) = 2
Total de elétrons antiligantes: 2 (σ2s*) = 2
Aplicando a fórmula:
Passo 4
Agora, vamos para o
. Aqui, removemos um elétron do
, geralmente do orbital antiligante
. Então, temos:
- Elétrons ligantes: 8
- Elétrons antiligantes: 1
Calculando a ordem de ligação:
Passo 5
Por fim, vamos analisar o
. Nesse caso, adicionamos um elétron ao
, que vai para um orbital ligante. Portanto:
- Elétrons ligantes: 9
- Elétrons antiligantes: 2
Calculando a ordem de ligação:
Passo 6
Agora que temos as ordens de ligação:
- Ordem de ligação do
: 3 - Ordem de ligação do
: 3.5 - Ordem de ligação do
: 3.5
Sabemos que, em geral, quanto maior a ordem de ligação, menor é a distância entre os átomos, porque as ligações são mais fortes.
Resposta
Menor distância de ligação:
e