Qual é o diagrama orbital molecular para #C_2 ^ - #?

O problema fornece o diagrama MO para o #"C"_2# molécula, então tudo o que você realmente precisa fazer aqui é adicionar um elétron para esse diagrama.

Você precisa adicionar um elétron e não o remove por causa da carga negativa geral que existe na molécula. Como você sabe, um átomo de carbono neutro tem um total de #6# elétrons.

Isso, é claro, implica que um #"C"_2# molécula tem um total de

#2 xx "6 e"^(-) = "12 e"^(-)#

Daqui resulta que o #"C"_2^(-)# espécies terão

#"12 e"^(-) + "1 e"^(-) = "13 e"^(-)#

Então, onde esse elétron extra iria em termos de orbitais moleculares?

Será adicionado ao orbital molecular desocupado de menor energia, ou menor orbital molecular desocupado, #"LUMO"#, que segue que maior energia ocupada orbital molecular, ou maior orbital molecular ocupado, #"HOMO"#.

Como você pode ver no diagrama, os dois #2p_(pi)# orbitais, digamos #2p_(pix)# e #2p_(piy)#, são os orbitais moleculares ocupados por energia mais alta.

O orbital molecular desocupado de menor energia é #2p_(sigma)#, então é aí que o elétron extra será adicionado.

O configuração eletrônica do neutro #"C"_2# molécula é - vou usar a notação dada a você no diagrama

#"C"_ 2: (1s_ (sigma))^2 (1s_ (sigma)^"*")^2 (2s_ (sigma))^2 (2s_ (sigma)^"*")^2 (2p_ (pi))^4#

A configuração eletrônica do #"C"_2^(-)# íon será

#"C"_ 2^(-): (1s_ (sigma))^2 (1s_ (sigma)^"*")^2 (2s_ (sigma))^2 (2s_ (sigma)^"*")^2 (2p_ (pi))^4 color(red)((2p_ (sigma))^1#

Observe que, porque o elétron extra é adicionado a um ligação MO, pela ordem de títulos do #"C"_2^(-)# será realmente maior que a ordem dos títulos do neutro #"C"_2# molécula.

#"B.O"_ ("C"_ 2^(-)) > "B.O"_ ("C"_ 2)#

I won't show the calculation here because I'm not sure you're familiar with bond orders yet

Além disso, um sem par elétron fará o #"C"_2^(-)# íon paramagnético, ou seja, é atraído por um campo magnético aplicado externamente.

Por outro lado, o neutro #"C"_2# molécula não tem elétrons emparelhados, por isso é diamagnético, ou seja, é não atraídos por um campo magnético aplicado externamente.