5.9 NF é uma molécula conhecida!
a. Construa um diagrama de nível de energia de orbital molecular para a NF, certificando-se de incluir desenhos que mostrem como os orbitais de valência de N e F interagem para formar orbitais moleculares.
b. Qual é a ordem de ligação mais provável para a NF?
c. Quais são os grupos de pontos dos orbitais moleculares desta molécula? (Ver D. J. Grant, T-H. Wang, M. Vasiliu, D. A. Dixon, K. O. Christe, Inorg. Chem. 2011, 50, 1914 para referências e cálculos teóricos de diversas moléculas pequenas e íons, tendo a fórmula
.)
a. Construa um diagrama de nível de energia de orbital molecular para a NF, certificando-se de incluir desenhos que mostrem como os orbitais de valência de N e F interagem para formar orbitais moleculares.
b. Qual é a ordem de ligação mais provável para a NF?
c. Quais são os grupos de pontos dos orbitais moleculares desta molécula? (Ver D. J. Grant, T-H. Wang, M. Vasiliu, D. A. Dixon, K. O. Christe, Inorg. Chem. 2011, 50, 1914 para referências e cálculos teóricos de diversas moléculas pequenas e íons, tendo a fórmula
Passo 1
O enunciado pede (a) o diagrama de níveis de energia de orbital molecular (MO) para o radical NF, mostrando como os orbitais de valência de N e F interagem; (b) a ordem de ligação dessa molécula; e (c) a classificação simétrica (grupos de ponto) de cada MO. Vamos usar a teoria de orbitais moleculares para diatômicos heteronucleares, preenchendo os
elétrons de valência (
de N
de F) nas MOs apropriadas e depois aplicar a simetria de
.
Passo 2
Construção qualitativa do diagrama de MOs (em ordem de energia crescente, aproximando a sequência de
/
porque o átomo mais eletronegativo, F, abaixa mais as energias):
Explicação das combinações:
Passo 3
Preenchimento eletrônico e ordem de ligação:
– Elétrons disponíveis:
.
– Ocupamos em sequência:
,
,
– Total em orbitais ligantes , em antiligantes
.
– Ordem de ligação:
– Ocupamos em sequência:
– Total em orbitais ligantes
– Ordem de ligação:
No entanto, atenção: contamos aqui o
e
, que não influenciam a ligação principal no eixo
p. Se focarmos só em elétrons de valência
p, obtemos
de onde
Assim, a ordem de ligação mais significativa é
.
Passo 4
Classificação de simetria dos MOs sob o grupo de ponto
:
– Orbitais do tipo
transformam como a representação
. Como não há inversão em heteronucleares, não usamos g/u, mas distinguimos
(sem nó de reflexão perpendicular) ou
(com nó). Aqui todos os
superiores (
s,
p
) são
.
– Orbitais do tipo formam representações bidimensionais
. As ligantes
são
, e as antiligantes
também são
.
– Orbitais do tipo
Resposta
a. Diagrama de MOs (valência
s e
p) em ordem crescente de energia:
b. Ordem de ligação mais significativa:
.
c. Grupo de ponto da molécula:
.
– Orbitais : simetria
.
– Orbitais : simetria
.
– Orbitais
– Orbitais