Qual é a hibridização do
. Sendo
. Determine os quatro números quânticos da camada (período) mais externa. Represente também os seus orbitais.
Passo 1
Então, o exercício pede pra gente descobrir a hibridização do enxofre em SF₆ (S(Z=16)) e, além disso, mostrar quais são os quatro números quânticos que caracterizam a camada mais externa desse enxofre (período 3) e desenhar como são esses orbitais. O conteúdo aqui é hibridização de orbitais e números quânticos de elétrons.
Passo 2
Primeiro: SF₆ tem seis ligações σ entre S e os seis átomos de F. Para ficar “bonitinho” e simétrico, o enxofre precisa de seis orbitais de mesma energia. Na teoria de hibridização isso gera uma geometria octaédrica e exige seis orbitais híbridos idênticos → hibridização sp³d².
Passo 3
Bora entender de onde vêm esses seis orbitais: a configuração eletrônica do S neutro é
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
Na camada n=3 ele tem 3s (2 elétrons), 3p (4 elétrons) e ainda tem orbitais 3d vazios. Para criar seis orbitais iguais, mistura-se
• um 3s
• três 3p
• dois 3d
num conjunto de seis orbitais híbridos chamados de sp³d².
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
Na camada n=3 ele tem 3s (2 elétrons), 3p (4 elétrons) e ainda tem orbitais 3d vazios. Para criar seis orbitais iguais, mistura-se
• um 3s
• três 3p
• dois 3d
num conjunto de seis orbitais híbridos chamados de sp³d².
Passo 4
Agora, os quatro números quânticos (n, l, mₗ, mₛ) de qualquer elétron na camada mais externa (n=3) são definidos assim:
- n = 3 (quantum principal, indica o nível)
- l = 0, 1 ou 2 (quantum azimutal, s → l=0, p → l=1, d → l=2)
- mₗ = –l, –l+1, …, 0, …, +l (quantum magnético, orienta o orbital no espaço)
- mₛ = +½ ou –½ (quantum de spin)
Se quisermos listar exemplos para cada tipo de orbital na camada 3:
• 3s: (n=3, l=0, mₗ=0, mₛ=±½)
• 3pₓ, 3pᵧ, 3p_z: (n=3, l=1, mₗ=–1,0,+1, mₛ=±½)
• 3d_xy, 3d_xz, 3d_yz, 3d_{x²–y²}, 3d_{z²}: (n=3, l=2, mₗ=–2,–1,0,+1,+2, mₛ=±½)
• 3s: (n=3, l=0, mₗ=0, mₛ=±½)
• 3pₓ, 3pᵧ, 3p_z: (n=3, l=1, mₗ=–1,0,+1, mₛ=±½)
• 3d_xy, 3d_xz, 3d_yz, 3d_{x²–y²}, 3d_{z²}: (n=3, l=2, mₗ=–2,–1,0,+1,+2, mₛ=±½)
Passo 5
Desenhinho rápido dos orbitais:
- orbital s (l=0): esfera ao redor do núcleo.
- orbital p (l=1): dois lobos opostos, um eixo por orbital (x, y ou z).
- orbital d (l=2): quatro lobos tipo “trevo” ou um “toro” mais um lobo (caso do d_{z²}).
Resposta
Hibridização do S em SF₆:
.
Quatro números quânticos da camada mais externa (n=3):
n = 3; l = 0,1,2; mₗ = –l,…,0,…,+l; mₛ = ±½.
Orbitais envolvidos:
(esférico),
(bilobados) e
(trevo/quatro lobos).
Quatro números quânticos da camada mais externa (n=3):
n = 3; l = 0,1,2; mₗ = –l,…,0,…,+l; mₛ = ±½.
Orbitais envolvidos: