As espécies
e
foram observadas espectroscopicamente. Prepare um diagrama de orbitais moleculares para esses dois íons. O que você poderia dizer sobre a ordem de ligação de cada um?
Passo 1
Beleza, resumindo: o exercício pede para a gente montar diagramas de orbitais moleculares (MO) dos íons He₂⁺ e HeH⁺, descobrir a ordem de ligação de cada um e dizer o porquê. O assunto é Teoria de Orbitais Moleculares, e vamos precisar entender como combinar orbitais 1s de átomos e contar elétrons em orbitais ligantes (σ) e antiligantes (σ*).
Passo 2
Diagrama MO de He₂⁺
- Cada He tem um orbital 1s com 2 elétrons, total atômico = 4e⁻. Como é He₂⁺, tiramos 1 elétron → sobra 3 elétrons.
- Os dois orbitais 1s formam:
- um orbital ligante σ₁s (mais estável)
- um orbital antiligante σ₁s* (menos estável)
- Preenchimento (ordem crescente de energia):
- σ₁s ← 2 elétrons
- σ₁s* ← 1 elétron
- A Teoria de MO diz que a ordem de ligação (BO) é
Isso indica uma ligação bem fraca, mas ainda existente.
Passo 3
Diagrama MO de HeH⁺
- He (2e⁻) + H (1e⁻) = 3e⁻; como é íon +, removemos 1 elétron → sobra 2 elétrons.
- Aqui os 1s não têm exatamente a mesma energia (He 1s é mais “fundo” que H 1s), mas ainda formam dois MOs: σ₁s (ligante) e σ₁s* (antiligante). Só que esse “desnivel” faz com que o orbital ligante tenha mais caráter de He 1s e um pouco de H 1s.
- Preenchimento:
- σ₁s ← 2 elétrons
- σ₁s* ← 0 elétrons
- Ordem de ligação:
Portanto, HeH⁺ tem uma ligação simples (boa e estável).
Resposta
- He₂⁺: ordem de ligação = 0,5 (ligação muito fraca)
- HeH⁺: ordem de ligação = 1 (ligação simples)