3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 151
9.15. Mediante consideraciones de orbitales moleculares, explique por qué el oxígeno gaseoso es paramagnético.
¿Cuál es el orden de enlace en el O 2 ?
El átomo de oxígeno tiene la configuración 1s 2 2s 2 2p 4 en su estado fundamental. Los electrones del primer nivel en
los dos átomos de O 2 , son internos y no se traslapan con otros electrones, los 12 electrones restantes (6 de cada átomo)
llenarán los orbitales moleculares más bajos disponibles, como se muestra en la figura 9-36. El eje del enlace es el eje x.
La configuración electrónica del O 2 es: [He]σ 2 s σ ∗2 s
σpx 2 π4 y,z π∗1 y π∗1 z .
Orbitales atómicos del oxígeno
Orbitales moleculares
Figura 9-36 Los electrones se representan con flechas, los orbitales con cuadrados y se omiten los electrones
del primer nivel. Nota: El diagrama de niveles energéticos no es relevante en las moléculas B 2 y C 2 ,
en las que se invierte el orden de px y de y,z.
Los dos últimos electrones entraron en los orbitales p* de antienlace de la misma energía, uno en un orbital p y * y el
otro en uno p z * , para maximizar el espín electrónico de acuerdo con la regla de Hund. Estos dos electrones desapareados
indican que la molécula es paramagnética (OE = orbitales de enlace; OAE = orbitales de antienlace).
Orden de enlace =
(número de electrones en OE) − (número de electrones en OAE)
2
= 8 − 4
2
= 2
9.16. Explique las observaciones que la longitud del enlace en N 2
+ es 2 pm mayor que en N 2 , mientras que la longitud
del enlace en NO + es 9 pm menor que en NO.
Se escriben las configuraciones electrónicas de las cuatro moléculas, de acuerdo con el principio de construcción.
N 2 [He]ss 2s s
∗2 sp 2 x
py,z
4
N + 2 [He]ss 2s s
∗ 2 sp 2 x
py,z
3
NO
[He]s 2 s s ∗2 s
NO + [He] s 2 s s *2 s
sp 2 x
py,z 4 p y,z ∗1
sp 2 x
py,z
4
Los órdenes de enlace calculados son 3 para N 2 y 2 1 2 para N 2 + . Por consiguiente, N 2 posee un enlace más fuerte y
debe tener menor longitud de enlace. Los órdenes de enlace calculados son 2 1 2 para NO y 3 para NO+ . El catión NO +
posee la mayor fuerza de enlace y debe tener menor longitud de enlace. En contraste con la ionización de N 2 , que implica