1. O íon I_{3}{ }^{-}é encontrado em soluções contendo iodeto e I_{2} dissolvidos e é formado pela seguinte reação:
I^{-}+I_{2} \rightleftharpoons I_{3}^{-}
Quem é o eletrófilo e quem é o nucleófilo da reação? Quais são os orbitais responsáveis por esses tipos de reatividade?

Passo 1

O enunciado apresenta a reação
I^{-} + I_{2} \rightleftharpoons I_{3}^{-}
e pergunta quem atua como nucleófilo e quem atua como eletrófilo, além de quais orbitais estão envolvidos nessa reatividade. O conteúdo aqui é a Teoria dos Orbitais Fronteira (FMO), em que o nucleófilo doa elétrons a partir do seu HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) e o eletrófilo aceita elétrons em seu LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital).

Passo 2

Por definição, o nucleófilo é a espécie rica em elétrons que busca um sítio deficiente em elétrons, enquanto o eletrófilo é a espécie pobre em elétrons que recebe densidade eletrônica. Em MOs, o nucleófilo utiliza seu HOMO para doar elétrons, e o eletrófilo utiliza seu LUMO para aceitar esses elétrons.

Passo 3

Na reação dada, I^{-} possui um par de elétrons não ligados em orbitais do tipo p (íons iodeto têm cinco orbitais 5p, dos quais há pares livres). Portanto, I^{-} é o nucleófilo, pois doa elétrons. Já I_{2} é pouco rico em densidade na região anti-bonding e tem espaço em seu orbital \sigma* para receber elétrons; logo, I_{2} é o eletrófilo.

Passo 4

O orbital responsável pela doação de elétrons do nucleófilo I^{-} é o seu HOMO, que são os orbitais \mathrm{5p} contendo o par livre. O orbital responsável pela aceitação de elétrons pelo eletrófilo I_{2} é o seu LUMO, que é o orbital \sigma* antibonding da ligação I–I.

Resposta

O nucleófilo é I^{-}, cujo HOMO é um orbital \mathrm{5p} contendo o par livre.
O eletrófilo é I_{2}, cujo LUMO é o orbital \sigma* antibonding da ligação I–I.

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