Para construir o diagrama de orbitais moléculares, é preciso inicialmente ver a estrutura eletrônica de cada átomo.
No primeiro caso, a molécula de O2 tem dois oxigenios ligados. O número atômico do oxigênio é 8, logo sua configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p4
O diagrama ficará estruturado da seguinte forma
O O2 O
?*2p ()
?*2p (?) (?)
2p (??) (?) (?) 2p (??) (?) (?)
?2p (??) (??)
?2p (??)
?*2s (??)
2s (??) 2s (??)
?2s (??)
?*1s(??)
1s(??) 1s(??)
?1s (??)
Pela Teoria do orbital molecular, temos a combinação linear dos orbitais, logo dois orbitais atômicos geram dois orbitais moleculares, um com uma relação construtiva, aumentando a probabilidade de encontrar eletróns naquela região (orbital ligante), e outro com relação destrutiva, ou seja, diminuindo a probabilidade de encontrar eletróns naquela região da soma das funções de onda dos orbitais (orbital antiligante, o qual é sinalizado com o * ).
Estudando inicialmente esse diagram de orbitais moleculares, percebemos que: nos orbitais ?*2p temos dois eletróns desemparelhados, logo essa molécula tem característica paramagnética. Para calcular a ordem de ligação é necessário substrair os eletrons dos orbitais antiligantes dos orbitais ligantes e dividir por dois
b = 2
Agora, vamos para molécuma NO+.
N NO+ O
?*2p ()
?*2p () ()
2p (?) (?) (?) 2p (??) (?) (?)
?2p (??) (??)
?2p (??)
?*2s (??)
2s (??) 2s (??)
?2s (??)
?*1s(??)
1s(??) 1s(??)
?1s (??)
Os diagramas são semelhantes, mas não são iguais, até porque uma molécula diatómico homonuclear (ou seja, que possúi dois átomos iguais ligados) possui contribuições equivalentes de cada orbital atômico para formação dos orbitais moleculares, o que não é verdade para uma molécula diatômica heteronuclear. Segundo ponto relavante é, como temos um cátion, deixei os eletróns de cada átomo intacto, logo os sete eletrons do átomo de nitrogênio estão representados, mas ao montar o diagrama, subtraí um eletron, pois é um cátion.
Essa molécula não é paramagnética, pois todos os seus orbitais ocupados tem eletrons emparelhados.
sua ordem de ligação será b= (10 - 4)/2 = 3
Agora podemos responder as perguntas:
a) Qual dessas espécies é paramagnética? A molécula de oxigênio é paramagnética
b) Qual dessas espécies possui maior ordem de ligação? O NO+
c) Qual dessas espécies possui maior comprimento de ligação? O2, pois como sua ordem de ligação é menor do que a do NO+, logo se comprimento de ligação é maior.
d) Identifique no diagrama os orbitais de fronteira: HOMO, LUMO e SOMO (caso haja)
Não há SOMO em ambos os casos
Para molécula O2
HOMO (O nivel mais alto ocupado) é ?*2p
LUMO (O nível mais baixo desocupado) é ?*2p (??)
Para molécula NO+
HOMO (O nivel mais alto ocupado) é ?2p
LUMO (O nível mais baixo desocupado) é ?*2p
