Problema 5 · Complements de química URV 2023

a. Determineu l'ordre d'enllaç de la molècula.

Solución: 3

b. Escriviu la configuració electrònica de la molècula.

Solución: $(1\sigma)^2(2\sigma^*)^2(1\pi)^4(3\sigma)^2$

c. Comenteu com afecta l'eliminació d'un electró (formació de CO+) a la distància d'enllaç C–O, a l'energia de dissociació i al magnetisme de la molècula.

Solución: Distància d'enllaç: disminueix (d'1.128 Å a 1.115 Å). Energia de dissociació: augmenta. Magnetisme: esdevé paramagnètic.

d. Els potencials d'ionització (PI) mesurats per als àtoms de C i O i per a la molècula de CO són, respectivament: 11.3 eV, 13.6 eV i 14.0 eV. Expliqueu per què el PI de la molècula és més gran que el dels dos àtoms que la formen.

Solución: L'electró més extern del CO es troba a l'orbital 3σ, que és energèticament més baix (més estable) que els orbitals 2p aïllats de C i O a causa de la forta interacció s-p i l'atracció electrostàtica dels dos nuclis.

e. Dibuixeu esquemàticament l'HOMO i el LUMO de la molècula de CO.

Solución: HOMO (3σ): format per la combinació lineal d'orbitals 2s i 2pz de C i O, amb un lòbul voluminós sobre el carboni oposat a l'enllaç i un node internuclear. LUMO (2π*): orbital antienllaçant dels 2px, 2py amb pla nodal perpendicular a l'eix internuclear i lòbuls principals sobre el carboni.