Preveja as configurações eletrônicas do estado fundamental das moléculas de H2 ^-, He2 ^-e He2 ^2+. Calcule as respectivas ordens de ligação.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre configurações eletrônicas no estado fundamental de algumas moléculas e calcular suas ordens de ligação. O conteúdo aqui envolve Teoria dos Orbitais Moleculares, que nos ajuda a entender como os elétrons se organizam nas moléculas. Vamos precisar saber como os elétrons ocupam os orbitais moleculares e como calcular a ordem de ligação com base nisso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são orbitais moleculares. Nos átomos diatômicos como H2^-, He2^- e He2^2+, os orbitais atômicos dos átomos se combinam para formar orbitais moleculares que são espalhados por toda a molécula. Existem dois tipos principais:
  • Orbitais ligantes (σ): Aumentam a estabilidade da molécula.
  • Orbitais antiligantes (σ*): Diminuem a estabilidade.

Passo 3

Vamos começar com H2^-. Cada átomo de hidrogênio tem 1 elétron no orbital 1s. No H2^-, temos um elétron extra, totalizando 3 elétrons. A configuração fica assim:
  • 2 elétrons no orbital ligante σ1s.
  • 1 elétron no orbital antiligante σ1s*.

Passo 4

Agora, vamos para He2^-. Cada átomo de hélio tem 2 elétrons no orbital 1s. No He2^-, temos um elétron extra, totalizando 5 elétrons. A configuração fica:
  • 2 elétrons no orbital ligante σ1s.
  • 2 elétrons no orbital antiligante σ1s*.
  • 1 elétron no próximo orbital disponível, que é σ2s.

Passo 5

Por fim, He2^2+. Cada átomo de hélio tem 2 elétrons no orbital 1s, e com a carga +2, perdemos 2 elétrons, totalizando 2 elétrons. A configuração fica:
  • 2 elétrons no orbital ligante σ1s.

Passo 6

Agora, vamos calcular a ordem de ligação. A fórmula é:
Ordem de Ligação = (Elétrons Ligantes - Elétrons Antiligantes)2 çãéé
Para H2^-:
Ordem de Ligação = (2 - 1)2 = 0,5 çã
Para He2^-:
Ordem de Ligação = (2 - 2 + 1)2 = 12 = 0,5 çã
Para He2^2+:
Ordem de Ligação = 22 = 1 çã

Resposta

As configurações eletrônicas no estado fundamental e as ordens de ligação são:
  • H2^-: σ1s² σ1s*¹ → Ordem de Ligação = 0,5
  • He2^-: σ1s² σ1s*² σ2s¹ → Ordem de Ligação = 0,5
  • He2^2+: σ1s² → Ordem de Ligação = 1

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