Como desenhar sobreposições de orbitais puros ou hibridizados para Br2 e NO +? Explicar a necessidade do orbital de um átomo para hibridizar com base nas estruturas de Lewis

Não há hibridização orbital em qualquer um desses diatômicos compostos.

Note que em moléculas diatômicas lineares, pela pz orbital sempre pontos ao longo do eixo internuclear, por isso deve contribuir para um dos σ títulos.

Eu desenhei as sobreposições abaixo nos diagramas de MO.


BROMO UNIÃO (DIATÔMICO HOMONUCLEAR)

Para se qualificar para o Br2, é o mais simples dos dois exemplos. É um diatômica homonuclear, portanto, todos os seus orbitais têm um parceiro compatível: 4px com 4px, 4py com 4py, Etc.

Nesse caso, como existem apenas dois átomos, eles usam seus orbitais compatíveis com energia mais alta para σ ligação no eixo internuclear. A energia do 4s orbital atômico é 24.37 eV, e as 4p orbitais atômicos são 12.49 eV em energia (Química Inorgânica, Miessler et al., Tabela 5.2).

Cada bromo doaria um 4pz elétron para formar um σ-bonding orbital.

Como resultado, não há hibridação orbital aqui.

Aqui está o Diagrama MO abaixo (eu tive que desenhá-lo, pois não consegui encontrar um on-line; o π4px e π4py orbitais --- o 1b3u e 1b2u--- são muito próximos em energia ao σ4pz, pela 1b1u):

Concedido, isso não é Br2orbital molecular de maior ocupação (esse seria o π*4px e π*4py---a 1b3u e 1b2u), mas como a ligação e a antibondagem π orbitais moleculares estão ocupados, é o σ4pz (1b1u) que participa da σ ligação.

Você deve notar que o 1b1u orbital é o σ4pz ligação orbital, mas o 2b1u---a σ*4pz antibonding orbital --- não possui elétrons, portanto não contribui para a σ ligação. Se sim, Br2 não existiria.

Portanto, o σ4pz de fato, é o orbital molecular que representa a ligação única na Br2.

NÃO+ LIGAÇÃO (DIATÔMICO HETERONUCLEAR)

NO+, por outro lado, é um diatômica heteronuclear. Como também é diatômica, também faz não precisa hibridar.

Todos os orbitais de nitrogênio são compatíveis com os orbitais de oxigênio em energia (e em simetria, mas isso é menos crucial para a nossa compreensão do ensino de Química Geral).

O Diagrama MO para neutro NO é o seguinte (Inorganic Chemistry, Miessler et ai., Ch. 5, tecla de resposta):

(Sobreponho algumas representações orbitais no diagrama original e adicionei simetrias e energias.)

Se considerarmos NO+, removemos o elétron do orbital molecular mais ocupado, e retiramos o elétron do π*2px orbital anti-ligação (2b1) formar NO+.

Nesse ponto, seus vínculos aumentaram em força. A ordem dos títulos mudou de:

832=2.5

para:

822=3

Então sabemos que tem um ligação tripla. Isso significa que ele precisa de três orbitais contribuídos por cada átomo.

Existem dois elétrons no σ2pz orbital molecular (3a1) e existem dois elétrons cada no π2px (1b1) e π2py (1b2) orbitais moleculares.

NO+ portanto, usa dois 2px orbitais atômicos, dois 2py orbitais atômicos e dois 2pz orbitais atômicos para ligação.

Como resultado, não há hibridação orbital aqui.

Cada σpar de colagem contribui para uma σ vínculo, e cada πpar de colagem contribui para uma π ligação. Isso explica o vínculo triplo: um σ e dois π títulos.