Exercícios Resolvidos de Teoria dos Orbitais Moleculares

USP/IQSC – Lista de Exercícios de Química Geral. Prof. Sérgio Akinobu. Questão 13.

Segundo a TOM, paramagnetismo e diamagnetismo, determine para as seguintes ligações se são moléculas paramagnéticas ou diamagnéticas, explique:

S 2 ,   P 2 ,   S i 2 ,   S 2 -

Passo 1

A gente vai ter que fazer o diagrama dessa galera, colocar os elétrons nos orbitais moleculares e ver se ficam elétrons desemparelhados (molécula paramagnética) ou todo mundo emparelhadinho (molécula diamagnética).

Bora lá!

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Passo 2

Pro S 2 , vamos começar com a distribuição eletrônica do enxofre:

S 16   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 4

Agora a gente monta o diagrama dos dois S , com seus respectivos elétrons. Pra simplificar, vamos fazer só da camada de valência.

E a partir dos orbitais atômicos formamos os orbitais moleculares. Como S está depois do O na tabela periódica, ele segue a mesma ordem de energia dos orbitais moleculares do oxigênio.

Na parte do 3 s , temos 4 elétrons para preencher os orbitais moleculares. Na parte do 3 p são 8 elétrons. Preenchendo os orbitais moleculares de baixo para cima, obtemos:

E como o diagrama dos orbitais moleculares mostra 2 elétrons desemparelhados nos π 3 p * , a molécula é paramagnética.

Lembrando que a gente pode fazer o diagrama apenas para o subnível mais energético, pois abaixo dele todo mundo vai ficar emparelhado.

A não ser em casos mais bizarros, onde o enunciado nos diga que existam elétrons excitados ou algo assim.

Passo 3

Pro P 2 , agora. Primeiro a configuração eletrônica do P:

P 15   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 3

E vamos começar o diagrama mostrando a posição dos elétrons nos orbitais atômicos:

O próximo passo é formar os orbitais moleculares a partir dos atômicos. Como o P vem depois do O na tabela periódica, ele segue a mesma ordem dos orbitais do O.

E agora precisamos distribuir os elétrons nos orbitais atômicos, sempre de baixo pra cima. Na parte do 3 s , temos 4 elétrons para preencher os orbitais moleculares. Na parte do 3 p são 6.

O diagrama dos orbitais moleculares do P 2 nos mostra, então, que todos os elétrons estão emparelhados e a molécula é diamagnética.

Passo 4

Pra molécila de S i 2 , vamos começar com a distribuição eletrônica do silício:

S i 14   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 2

Em seguida a gente monta o diagrama dos orbitais atômicos dos átomos de Si separados:

A partir dos orbitais atômicos formamos os orbitais moleculares. Como S i também está depois do O na tabela periódica, ele segue a mesma ordem de energia dos orbitais moleculares do oxigênio.

Na parte do 3 s , temos 4 elétrons para preencher os orbitais moleculares. Na parte do 3 p são 2 elétrons. Preenchendo os orbitais moleculares com esses elétrons, de baixo para cima, obtemos:

E como o diagrama dos orbitais moleculares mostra 2 elétrons desemparelhados nos π 3 p   , a molécula é paramagnética.

Passo 5

Pro S 2 - , a gente vai partir do diagrama que fizemos no passo 2, para o S 2 :

E colocar mais um elétrons, pra formar o S 2 - :

E o ânion S 2 - é paramagnético por causa daquele cara desemparelhado lá no π 3 p * .

Resposta

S 2 : paramagnético

P 2 : diamagnético

S i 2 : paramagnético

S 2 - : paramagnético

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