Para a molécula de ácido clorídrico, HCl , responda:
(2,5 pts)
a. Desenhe o Diagrama de Orbitais Moleculares.
(1,0 pto)
b. Escreva a configuração eletrônica da molécula.
(0,5 pts)
c. Calcule a Ordem de Ligação.
(0,5 pts)
d. Indique quais são os orbitais de fronteira (HOMO e LUMO).
(0,5 pts)
E 1s (H)=-13,6 eV; E 2s (F)=-40,2 eV; E 2p (F)=-18,7 eV

Passo 1

O enunciado pede para a molécula de HF (os valores dados de E2s e E2p são de flúor) construirmos o diagrama de orbitais moleculares, escrever sua configuração eletrônica, calcular a ordem de ligação e indicar HOMO e LUMO. O conteúdo é teoria de orbitais moleculares para moléculas diatômicas heteronucleares, usando as energias atômicas de 1s do H e 2s,2p do F para avaliar mistura e posições relativas dos MOs.

Passo 2

Identificamos os orbitais atômicos de valência e suas simetrias:
– H: 1s com energia -13,6,eV.
– F: 2s a -40,2,eV e 2px, 2py, 2pz a -18,7,eV.
Por simetria, apenas 2pz (eixo ligação) se combina com 1s do H, formando orbitais sigma (ligantes e antiligantes). Os 2px e 2py permanecem não ligantes (não se combinam).

Passo 3

Esquematicamente, o diagrama de níveis de energia (de baixo para cima) e sua ocupação com 10 elétrons ( 1 do H +9 do F) é:
Energia uparrow
sigma^*(2pz) sem elétrons (LUMO) é
pi(2px), pi(2py) cada um com 2 e^- (não ligantes) ã
sigma(2pz) 2 e^- (ligante H 1s - F 2pz)
sigma^*(2s) 2 e^- (antiligante H 1s - F 2s)
sigma(2s) 2 e^- (ligante H 1s - F 2s)
Em cada orbital escrevemos quantos elétrons cabem ( 2 e^-) e como se distribuem.

Passo 4

Configuração eletrônica dos MOs valência (ignorando F 1s^2 como core):
sigma(2s)^2, sigma^*(2s)^2, sigma(2pz)^2, pi(2px)^2, pi(2py)^2

Passo 5

A ordem de ligação é
OL = nrm lig - nrm antilig2 = (2sigma(2s) + 2sigma(2pz)) - (2sigma^*(2s) + 0)2 = 4 - 22 = 1

Passo 6

Os orbitais de fronteira são os últimos ocupados (HOMO) e o primeiro vazio (LUMO).
– HOMO: pi(2px) e pi(2py) (orbital não ligante do F).
– LUMO: sigma^*(2pz) (orbital antiligante H 1s–F 2pz).

Resposta

a. Diagrama de níveis:
sigma^*(2pz) vazio (LUMO)
pi(2px) 2 e^-
pi(2py) 2 e^-
sigma(2pz) 2 e^-
sigma^*(2s) 2 e^-
sigma(2s) 2 e^-
b. Configuração eletrônica valência:
sigma(2s)^2,sigma^*(2s)^2,sigma(2pz)^2,pi(2px)^2,pi(2py)^2
c. Ordem de ligação:
1
d. HOMO: pi(2px) e pi(2py); LUMO: sigma^*(2pz).

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