5.8 a. Prepare um diagrama de nível de energia de orbital molecular para o íon cianeto. Use esboços para mostrar claramente como os orbitais atômicos interagem para formar OMs.
b. Qual é a ordem de ligação para cianeto, e quantos elétrons desemparelhados o cianeto tem?
c. Qual orbital molecular de
você prevê que interagiria mais fortemente com um orbital
de hidrogênio para formar uma ligação
na reação de
? Explique sua opção.
b. Qual é a ordem de ligação para cianeto, e quantos elétrons desemparelhados o cianeto tem?
c. Qual orbital molecular de
Passo 1
O enunciado pede que a gente monte o diagrama de orbitais moleculares (OM) para o íon cianeto (
), calcule a ordem de ligação e o número de elétrons desemparelhados, e depois identifique qual OM de
vai interagir melhor com o orbital
de hidrogênio ao formar HCN. O conteúdo é o modelo de orbital molecular LCAO aplicado a moléculas diatômicas, usando a variação de energia dos orbitais atômicos de carbono e nitrogênio e preenchendo os MOs com os
elétrons totais de
.
Passo 2
Primeiro listamos os orbitais atômicos (AOs) de
e
relevantes (nível
):
–
de cada átomo;
–
de cada átomo.
Como é mais eletronegativo, seus AOs ficam um pouco mais baixos em energia que os de
.
Como
Passo 3
Agora combinamos AOs de mesma simetria para formar MOs (esboço qualitativo):
A ordem das energias no caso de
equivalente a
(e portanto para
) é
]
Passo 4
O íon
tem
elétrons. Preenchemos os MOs de baixo para cima:
Passo 5
A ordem de ligação é
Como todos os elétrons ficam apareados nos MOs, o número de elétrons desemparelhados é zero.
Passo 6
Na reação
, o orbital de
que vai interagir mais fortemente com o
de H é o HOMO, que aqui é o
. Isso porque ele tem simetria sigma ao longo do eixo C–N e maior densidade eletrônica na extremidade do carbono, casando bem com o orbital esférico
de hidrogênio para formar a ligação
.
Resposta
a. O diagrama de níveis de energia de
é análogo ao de
, com seis MOs ligantes preenchidos até
e nenhum elétron em antissimbólicos superiores.
b. Ordem de ligação ; elétrons desemparelhados
.
c. O orbital mais envolvido na formação de em HCN é o
(HOMO) de
.
b. Ordem de ligação
c. O orbital mais envolvido na formação de