Encontre a ordem de ligação do estado fundamental dos seguintes compostos: C2, C2 ^+e C2 ^-, e com base nisso diga qual deles têm a menor distância de ligação.
Ordem de ligação do C2
Ordem de ligação do C2 ^+
Ordem de ligação do C2-
Menor distância de ligação: square

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa encontrar a ordem de ligação dos compostos C2, C2^+ e C2^-. 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:
Ordem de ligação = (elétrons em orbitais ligantes) - (elétrons em orbitais antiligantes)2 çãéé
Orbitais ligantes ajudam a manter os átomos juntos, enquanto orbitais antiligantes podem enfraquecer a ligação.

Passo 3

Vamos começar com o C2. O carbono tem 6 elétrons, então duas moléculas de carbono terão 12 elétrons. Distribuindo esses elétrons nos orbitais moleculares, considerando a ordem de preenchimento:
  • sigma2s: 2 elétrons (ligante)
  • sigma2s^*: 2 elétrons (antiligante)
  • sigma2pz: 2 elétrons (ligante)
  • pi2px e pi2py: 4 elétrons (ligantes)
Total de elétrons ligantes: 2 (σ2s) + 2 (σ2p_z) + 4 (π2p) = 8
Total de elétrons antiligantes: 2 (σ2s*) = 2
Aplicando a fórmula:
Ordem de ligação do C2 = 8 - 22 = 3 çã

Passo 4

Agora, vamos para o C2^+. Aqui, removemos um elétron do C2, geralmente do orbital antiligante sigma2s^*. Então, temos:
  • Elétrons ligantes: 8
  • Elétrons antiligantes: 1
Calculando a ordem de ligação:
Ordem de ligação do C2^+ = 8 - 12 = 3.5 çã

Passo 5

Por fim, vamos analisar o C2^-. Nesse caso, adicionamos um elétron ao C2, que vai para um orbital ligante. Portanto:
  • Elétrons ligantes: 9
  • Elétrons antiligantes: 2
Calculando a ordem de ligação:
Ordem de ligação do C2^- = 9 - 22 = 3.5 çã

Passo 6

Agora que temos as ordens de ligação:
  • Ordem de ligação do C2: 3
  • Ordem de ligação do C2^+: 3.5
  • Ordem de ligação do C2^-: 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: C2^+ e C2^-

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