Problema 3 · Química Bàsica I UB 2020

b. Proposeu el diagrama d'orbitals moleculars (TOM) a partir dels orbitals atòmics de valència corresponents.

Solución: Diagrama d'orbitals moleculars format per la combinació de l'orbital $1s$ de l'H i els orbitals $2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z$ del F. L'orbital $2s$ roman com a no enllaçant ($2\sigma$), el $1s$ de l'H es combina amb el $2p_z$ del F formant un enllaçant ($3\sigma$) i un antienllaçant ($4\sigma^*$), i els $2p_x, 2p_y$ queden com a degenerats no enllaçants ($1\pi$).

a. Identifiqueu la molècula.

Solución: HF / fluorur d'hidrogen

b. Indiqueu quins orbitals es combinen i quins queden com a no enllaçants.

Solución: Es combinen l'orbital $1s$ de l'H i el $2p_z$ del F (formen $3\sigma$ enllaçant i $4\sigma^*$ antienllaçant). Queden com a no enllaçants el $2s$ del F ($2\sigma$) i els $2p_x, 2p_y$ del F ($1\pi$).

c. Escriviu la configuració electrònica molecular

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

c. Indiqueu si la substància presenta propietats paramagnètiques o diamagnètiques.

Solución: Diamagnètica

d. Calculeu l'ordre d'enllaç de la molècula neutra.

Solución: 1

e. Prediu raonadament com variaria la distància d'enllaç si s'arrenca un electró (HF⁺) o si se n'afegeix un altre (HF⁻).

Solución: Per a HF⁺ la distància d'enllaç pràcticament no varia (l'electró s'arrenca d'un orbital no enllaçant 1π, mantenint O.E. = 1). Per a HF⁻ la distància d'enllaç augmenta (l'electró addicional entra a l'orbital antienllaçant 4σ*, disminuint l'ordre d'enllaç a O.E. = 0,5 i afeblint l'enllaç).