(3) Na Teoria de Orbitais Moleculares (TOM), as propriedades de simetria e energias relativas dos orbitais atômicos determinam como esses orbitais interagem para formar orbitais moleculares. Esses orbitais moleculares são ocupados pelos elétrons disponíveis, aplicando as mesmas regras utilizadas para o preenchimento de orbitais atômicos. Para a TOM é possível afirmar que: ( 1,5 ponto) (a) A combinação de dois orbitais atômicos, com simetria e energias compatíveis, da origem a dois orbitais moleculares. Um orbital molecular ligante de menor energia do que os orbitais atômicos de origem e outro orbital molecular antiligante que irá possuir energia maior do que os orbitais atômicos de origem.
(b) Tendo os fundamentos da TOM para a construção do diagrama de orbitais moleculares, quando dois átomos se aproximam para formar uma ligação química, todos os orbitais destes átomos se combinam aleatoriamente.
(c) A TOM é uma teoria completa, que explica a cor (transição eletrônica), comportamento magnético e outras propriedades das moléculas covalentes, mas não é capaz de ser utilizada para moléculas iônicas.
(d) Os diagramas de orbitais moleculares podem ser construídos pelas somas e subtrações das funções de onda (a partir da combinação linear de orbitais atômicos). Desta forma, a sobreposição construtiva da origem aos orbitais moleculares ligantes e a sobreposição destrutiva aos orbitais moleculares não ligantes.

Passo 1

O enunciado pede para identificarmos quais das afirmações sobre a Teoria de Orbitais Moleculares (TOM) são corretas. Vamos analisar cada item usando os conceitos de combinação linear de orbitais atômicos (LCAO), simetria, energia e tipo de sobreposição (construtiva ou destrutiva).

Passo 2

Item (a): “A combinação de dois orbitais atômicos, com simetria e energias compatíveis, dá origem a dois orbitais moleculares. Um orbital molecular ligante de menor energia do que os orbitais atômicos de origem e outro orbital molecular antiligante que irá possuir energia maior do que os orbitais atômicos de origem.”
Isso descreve exatamente o que ocorre na TOM: cada par de orbitais compatíveis forma um MO ligante (energia abaixada) e um MO antiligante (energia elevada). Logo, (a) é verdadeira.

Passo 3

Item (b): “Quando dois átomos se aproximam para formar uma ligação química, todos os orbitais destes átomos se combinam aleatoriamente.”
Na TOM, apenas orbitais com simetria e energias compatíveis efetivamente interagem; não há combinação aleatória de todos os orbitais. Portanto, (b) é falsa.

Passo 4

Item (c): “A TOM é uma teoria completa, que explica a cor (transição eletrônica), comportamento magnético e outras propriedades das moléculas covalentes, mas não é capaz de ser utilizada para moléculas iônicas.”
A TOM também pode ser aplicada a íons (por exemplo, \mathrm{NO}^+, sistemas metálicos, etc.), logo não se restringe apenas a moléculas covalentes. Assim, (c) é falsa.

Passo 5

Item (d): “Os diagramas de orbitais moleculares podem ser construídos pelas somas e subtrações das funções de onda (a partir da combinação linear de orbitais atômicos). Desta forma, a sobreposição construtiva dá origem aos orbitais moleculares ligantes e a sobreposição destrutiva aos orbitais moleculares não ligantes.”
Na verdade, a sobreposição destrutiva gera orbitais antiligantes, não orbitais não-ligantes. Orbitais não-ligantes surgem quando não há sobreposição significativa por questões de simetria ou energia. Logo, (d) é falsa.

Resposta

(a)

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