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#C_2 ^ - # é paramagnético ou diamagnético?

Para isso, começaremos pelos orbitais atômicos e construiremos um orbital molecular (MO) diagrama para ter certeza.

Nós achamos que desde #"C"_2# não tem elétrons emparelhados, é diamagnético.

Então, você é 90% do caminho até lá. Desde a paramagnetismo requer um elétron não emparelhado, é #"C"_2^(-)# paramagnético ou não?

  1. Quantos elétrons tem mais #"C"_2^(-)# tem que #"C"_2#?
  2. Onde isso vai?
  3. Não é pareado?

Minha abordagem começa assim:

  1. O carbono tem acesso aos seus um #mathbf(1s)#, um #mathbf(2s)#, e três #mathbf(2p)# orbitais (com o #1s# muito orbital diminuir em energia do que o #2s# e #2p#'s). Não precisamos nos preocupar com o #1s# elétrons; eles podem ser omitidos do diagrama MO, porque são muito baixos em energia.
  2. Cada carbono tem quatro elétrons de valência: dois ocupar o mesmo #2s# orbital e dois ocupam isoladamente dois dos três #2p# orbitais.
  3. Desde um carbono tem quatro elétrons de valência, dois carbonos ligados entre si devem ter um total de oito. Isso fornece o número de elétrons de valência em #"C"_2#, Mas não #"C"_2^(-)#.
  4. O #1s# orbital de cada carbono combinar de frente para formar um #mathbf(sigma_"1s")# ligação e #mathbf(sigma_"1s"^"*")# orbital molecular anti-ligação.
  5. O #2s# orbital de cada carbono combinar de frente para formar um #mathbf(sigma_"2s")# ligação e #mathbf(sigma_"2s"^"*")# orbital molecular anti-ligação.
  6. O #2p_x# orbital de cada carbono combinar lateralmente para formar um #mathbf(pi_(2p_x))# ligação e #mathbf(pi_(2p_x)^"*")# orbital molecular anti-ligação.
  7. O #2p_y# orbital de cada carbono combinar lateralmente para formar um #mathbf(pi_(2p_y))# ligação e #mathbf(pi_(2p_y)^"*")# orbital molecular anti-ligação.
  8. O #2p_z# orbital de cada carbono combinar de frente para formar um #mathbf(sigma_(2p_z))# ligação e #mathbf(sigma_(2p_z)^"*")# orbital molecular anti-ligação.

Para se qualificar para o #"Li"_2#, #"Be"_2#, #"B"_2#, #mathbf("C"_2)# e #"N"_2#, as etapas 4 e 5 fornecem:

Para se qualificar para o #"O"_2# e #"F"_2#, as etapas 6, 7 e 8 fornecem basicamente:

Mas... para #"Li"_2#, #"Be"_2#, #"B"_2#, #mathbf("C"_2)# e #"N"_2#, as etapas 6, 7 e 8 fornecem basicamente:

Portanto, combine as etapas 4-8 para obter o diagrama MO para #"C"_2#:

e #"C"_2# tem esta configuração:

#(sigma_(1s))^2(sigma_(1s)^"*")^2stackrel("valence electrons")overbrace((sigma_(2s))^2(sigma_(2s)^"*")^2(pi_(2p_x))^2(pi_(2p_y))^2)#

Desde #"C"_2# não possui elétrons emparelhados, é diamagnético.

Então, como o paramagnetismo requer um elétron não emparelhado, é #"C"_2^(-)# paramagnético ou não?