A ordem de ligação é um indicador da energia de uma ligação. Deduza a configuração eletrônica do estado fundamental da molécula de flúor e calcule a ordem de ligação.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente descobrir como ficam os elétrons do F₂ no estado fundamental (ou seja, montando o diagrama de orbitais moleculares) e, a partir daí, calcular a ordem de ligação. A matéria aqui é a Teoria de Orbitais Moleculares para moléculas diatômicas. Vamos precisar:
- Saber quantos elétrons têm no total em F₂.
- Conhecer o ordenamento energético dos orbitais moleculares (MOs) para o par F–F.
- Preencher esses orbitais com os elétrons.
- Aplicar a fórmula da ordem de ligação:
Passo 2
Contar o total de elétrons: cada átomo de F tem Z = 9 elétrons. Em F₂, são 9 + 9 = 18 elétrons.
Geralmente a gente ignora os 1s (orbitais muito profundos) porque eles não influenciam na ligação; sobram então 18 – (2×2) = 14 elétrons de valência para distribuir nos orbitais moleculares de energia mais alta (2s e 2p).
Geralmente a gente ignora os 1s (orbitais muito profundos) porque eles não influenciam na ligação; sobram então 18 – (2×2) = 14 elétrons de valência para distribuir nos orbitais moleculares de energia mais alta (2s e 2p).
Passo 3
Explicar o diagrama de orbitais moleculares para F₂:
Como F₂ está no “grupo maior que N₂” (Z > 7), a ordem de energia dos MOs de valência é, em ordem crescente:
Como F₂ está no “grupo maior que N₂” (Z > 7), a ordem de energia dos MOs de valência é, em ordem crescente:
- σ₂s
- σ₂s*
- σ₂p (σ2p)
- π₂p (duas orbitais degeneradas)
- π₂p* (duas orbitais degeneradas)
- σ₂p*
Aqui “ligante” são σ₂s, σ₂p, π₂p; “antiligante” têm asterisco: σ₂s*, π₂p*, σ₂p*.
Passo 4
Preencher 14 elétrons nos MOs, sempre colocando dois em cada orbital antes de passar pro próximo (princípio da aufbau + Pauli + Hund):
- σ₂s: 2 elétrons
- σ₂s*: 2 elétrons
(total 4) - σ₂p: 2 elétrons
- π₂p: 4 elétrons (2 em cada uma das duas π)
(total 4 + 2 + 4 = 10) - π₂p*: 4 elétrons (preenchemos as duas π* com 2 cada)
(total 14)
Não sobra elétron pra σ₂p*.
Passo 5
Agora contamos:
n_ligantes = 2(σ₂s) + 2(σ₂p) + 4(π₂p) = 2 + 2 + 4 = 8
n_antiligantes = 2(σ₂s*) + 4(π₂p*) = 2 + 4 = 6
n_ligantes = 2(σ₂s) + 2(σ₂p) + 4(π₂p) = 2 + 2 + 4 = 8
n_antiligantes = 2(σ₂s*) + 4(π₂p*) = 2 + 4 = 6
Aplicamos a fórmula:
Resposta
A configuração eletrônica molecular do F₂ no estado fundamental, considerando só os orbitais de valência, é:
σ₂s² σ₂s² σ₂p² π₂p⁴ π₂p⁴.
A ordem de ligação é 1.
σ₂s² σ₂s² σ₂p² π₂p⁴ π₂p⁴.
A ordem de ligação é 1.