Exercícios - TOM

Prévia do material em texto

Exercícios 
Teoria do Orbital Molecular (TOM) 
 
 
Questão 1 (2010-1) 
 
O diagrama seguinte representa os orbitais atômicos (OA’s) e os orbitais moleculares (OM’s) 
da molécula de dióxido de nitrogênio, NO2. 
 
 
a. Rotule os OM’s, indicando se são do tipo σ ou pi e se são orbitais moleculares ligantes 
(OML’s), orbitais moleculares antiligantes (OMAL’s) ou orbitais moleculares não-
ligantes (OMNL’s). 
 
b. Faça o preenchimento eletrônico dos OA’s e dos OM’s. 
 
c. Calcule os valores das seguintes ordens de ligação: OLσ (NO2), OLpi (NO2), OLtotal (NO2), 
OLtotal (NO2+) e OLtotal (NO2-). 
 
d. Compare utilizando os sinais >, <, ≈ as seguintes energias de ionização: EI (NO2) x EI 
(NO2+), EI (NO2) x EI(O) e EI (N) x EI(O). 
 
e. Como se comparam os comprimentos de ligação nitrogênio-oxigênio nas moléculas de 
NO2 e NO2-. Justifique sua resposta. 
 
f. Há diferença no comportamento magnético das espécies NO2, NO2+ e NO2-? Justifique 
sua resposta. 
 
 
 
 
 
Questão 2 (2010-1) 
 
Responda as questões abaixo, considerando as seguintes sobreposições de orbitais atômicos 
(orbitais 2s e 2p) ao longo do eixo z: 
 AO’s OM’s 
A 
 
 
B 
 
σ2s 
C 
 
 
D 
 
 
E 
 
 
F 
 
 
 
a. Complete a tabela acima. 
b. Indique no diagrama abaixo a qual orbital molecular corresponde cada sobreposição 
representada na tabela, conforme o exemplo. 
 
c. Resultados experimentais indicam que as moléculas de B2 e O2 são paramagnéticas. O 
diagrama acima serviria para representar os orbitais moleculares destas duas 
moléculas? Justifique sua resposta. 
Questão 3 (2010-2) 
 
a. Considere a superposição simultânea dos orbitais atômicos (AO’s) indicados abaixo, 
feitas ao longo do eixo z. Ilustre através de gráficos de superfícies limites os orbitais 
moleculares ligantes (OML’s) e antiligantes (OMAL’s) resultantes de cada 
superposição. Faça em cada caso duas superposições: uma para obter o OML e outra 
para obter o OMAL. 
i. 2py + 2py 
ii. 3px +3dxz+ 3px 
 
Questão 4 (2010-2) 
 
Quando o potássio reage com o oxigênio um dos produtos obtidos é o superóxido de potássio, 
KO2, no qual o ânion é o íon superóxido, O2-. 
 
a. Utilize o diagrama de orbitais moleculares abaixo e faça o preenchimento para o íon 
superóxido. Rotule os OM’s, indicando se são do tipo σ ou pi e se são orbitais 
moleculares ligantes (OML’s), orbitais moleculares antiligantes (OMAL’s) ou orbitais 
moleculares não-ligantes (OMNL’s). 
 
 
 
b. Preveja a ordem de ligação e o comportamento magnético do íon superóxido. 
 
c. O comprimento da ligação O-O no íon superóxido é de 134 pm, enquanto na molécula 
de O2 é de 121 pm. Este comportamento pode ser previsto pela TOM? Justifique. 
 
Questão 5 (2011-1) 
 
Os halogênios formam compostos entre si. Um destes compostos “inter-halogênicos” é o 
monocloreto de iodo, ICl, no qual a ordem dos orbitais moleculares é σ1, σ2, σ3, pi1,2, pi3,4, σ4. 
 
a. Quantos são e quais são os orbitais atômicos envolvidos na formação dos orbitais 
moleculares da molécula de ICl? 
 
b. Dentre os orbitais moleculares de ICl, indique quais são ligantes (OML’s), quais são 
antiligantes (OMAL’s). Há orbitais moleculares não-ligantes (OMNL’s) no diagrama 
dessa molécula? Justifique. 
 
c. Esboce as combinações lineares que levam a formação dos orbitais moleculares pi1,2 e 
pi3,4, considerando o eixo z como eixo internuclear. 
 
d. Esboce o diagrama de orbitais moleculares para a molécula de ICl (consulte a tabela 
com os valores de eletronegatividade de Pauling). Faça o preenchimento eletrônico 
dos orbitais atômicos (OA’s) e dos orbitais moleculares (OM’s). 
 
e. Calcule os valores das ordens de ligação σ, pi e total para a molécula de ICl. 
 
f. Qual é o comportamento magnético da molécula de ICl? Justifique. 
 
 
Questão 6 (2011-1) 
 
Dadas as configurações eletrônicas do oxigênio, do nitrogênio e do monóxido de nitrogênio, 
discuta quais são as variações esperadas na ordem de ligação e na distância de ligação que 
acompanham cada um dos seguintes processos: 
 
O2: (σ1)2(σ*2)2(σ3)2(pi1)2(pi2)2(pi*3)1(pi*4)1 
N2: (σ1)2(σ*2)2 (pi1)2(pi2)2(σ3)2 
NO: (σ1)2(σ*2)2 (pi1)2(pi2)2(σ3)2(pi*3)1 
a. O2→ O2+ + e- 
 
b. N2 + e-→ N2- 
 
c. NO → NO+ + e- 
 
Questão 7 (2011-2) 
 
O diagrama seguinte representa os orbitais atômicos (OA’s) e os orbitais moleculares (OM’s) 
da molécula de fluoreto de hidrogênio, HF. 
 
 
a. Rotule os orbitais atômicos (AO’s). 
 
b. Rotule os OM’s, indicando se são do tipo σ ou pi e se são orbitais moleculares ligantes 
(OML’s), orbitais moleculares antiligantes (OMAL’s) ou orbitais moleculares não-
ligantes (OMNL’s). 
 
c. Faça o preenchimento eletrônico dos OA’s e dos OM’s. 
 
d. Calcule a ordem de ligação da molécula de HF. 
 
e. Qual é o comportamento magnético do HF. Justifique. 
 
f. Esboce as combinações lineares que levam a formação de um OML e um OMAL na 
molécula de HF. 
 
 
Questão 8 (2011-2) 
 
Dada a configurações eletrônicas da molécula NO, pede-se: 
 
NO: (σ1)2(σ*2)2 (pi1)2(pi2)2(σ3)2(pi*3)1 
 
a. Escreva a configuração do orbital molecular para os íons NO+ e NO-. 
 
b. Qual(is) dessas espécies é(são) paramagnética(s)? Justifique. 
 
c. Discuta quais são as variações esperadas na ordem de ligação e na distância de ligação 
que acompanham cada o seguinte processo: NO → NO+ + e-.