Utilizando o ordenamento de energia dos orbitais moleculares das moléculas homonucleares do segundo período da Tabela Periódica, em que os orbitais
ficam com energia mais baixa que os
, preveja a ordem de ligação em uma molécula ou íon com cada um dos números totais de elétrons de valência vistos a seguir. Diga também se a molécula (ou ion) será diamagnética ou paramagnética em cada caso.
9 elétrons. Ordem de ligação:
- A molécula/íon será:
9 elétrons. Ordem de ligação:
Passo 1
Beleza, o exercício tá pedindo pra gente usar a teoria de orbitais moleculares (TOFM) de moléculas homonucleares do segundo período, na qual os orbitais π₂p têm energia mais baixa que σ₂p. A ideia é:
- identificar qual espécie tem 9 elétrons de valência;
- desenhar a ordem de energia dos MOs;
- distribuir esses 9 elétrons;
- calcular a ordem de ligação e decidir se é diamagnética ou paramagnética.
Passo 2
Primeiro, monta a ordem de energia dos orbitais moleculares (lembrando que π₂p fica abaixo de σ₂p para esses casos):
Também vamos usar a fórmula da ordem de ligação:
e lembrar que se sobrarem elétrons desemparelhados, é paramagnético; se não, é diamagnético.
Passo 3
Qual é a molécula/íon com 9 elétrons de valência?
- N₂ tem 10 (5+5)
- Se tirarmos 1 elétron, dá N₂⁺ que tem 9.
Então a espécie é N₂⁺.
Passo 4
Agora enchemos os 9 elétrons nos MOs na ordem certa:
- σ₂s → 2 elétrons
- σ₂s* → 2 elétrons
- π₂p (dois orbitais degenerados) → 4 elétrons
- σ₂p → 1 elétron (temos só mais 1)
Resumo da ocupação:
- Ligantes: σ₂s (2) + π₂p (4) + σ₂p (1) = 7 elétrons
- Antiligantes: σ₂s* (2) = 2 elétrons
Calculamos a ordem de ligação:
E, como o σ₂p está com 1 elétron sozinho, sobra um elétron desemparelhado → é paramagnético.
Resposta
Ordem de ligação = 2,5;
a espécie N₂⁺ é paramagnética.
a espécie N₂⁺ é paramagnética.