A Teoria do Orbital Molecular (TOM) permite prever a existên...

Vamos analisar a questão com base na Teoria do Orbital Molecular (TOM), que é fundamental para compreender a estabilidade e a existência de moléculas e íons moleculares. A TOM é usada para determinar a ordem de ligação, que é a diferença entre o número de elétrons nos orbitais ligantes e não ligantes dividida por dois. Essa ordem é crucial para prever se uma molécula pode existir de forma estável.

Vamos agora para a análise das alternativas:

Alternativa C - III. Esta é a correta.
O comprimento de ligação de He₂⁺ é inferior ao de He₂. Isso ocorre porque, ao remover um elétron para formar He₂⁺, a ordem de ligação aumenta, resultando em uma ligação mais forte e, portanto, um comprimento de ligação menor. Este conceito é um aspecto crucial na TOM, onde uma maior ordem de ligação geralmente implica uma ligação mais curta.

Análise das alternativas incorretas:

I. A espécie He₂ possui ordem de ligação igual a zero e é estável.
Esta afirmação é incorreta. Um cálculo simples da ordem de ligação para He₂ mostra que ela é zero (porque temos igual número de elétrons em orbitais ligantes e não ligantes), indicando instabilidade na TOM. A entidade não é estável sob condições normais de temperatura e pressão.

II. Ordem de ligação no íon molecular He₂⁺ é menor que no dímero de hélio.
Esta afirmação também está errada. A ordem de ligação de He₂⁺ é maior do que para He₂ (passa de zero para 0,5), tornando o íon mais estável em comparação com o dímero neutro.

IV. As energias dos orbitais moleculares 1σ_g e 1σ_u do He₂⁺ e H₂⁺ são as mesmas.
Esta afirmação é incorreta. Embora ambos sejam íons diatômicos com um elétron a menos, as energias dos orbitais moleculares diferem devido à distinta natureza dos átomos (H vs. He), que influencia a energia e a distribuição eletrônica.

Para resolver este tipo de questão, é importante entender como a TOM usa a ordem de ligação para prever a estabilidade molecular, assim como a relação entre a configuração eletrônica e as propriedades moleculares. Ao analisar as alternativas, preste atenção aos detalhes nas mudanças de ordem de ligação e nas consequências estruturais em termos de comprimento de ligação.

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Ao calcular a ordem de ligação, observa-se que: OL (He2) = 2-2/2 = 0, ou seja, não há ligação efetiva unindo os átomos e a molécula de He2 não existe. Portanto, os átomos de Hidrogênio estão unidos por 1 ligação e a molécula de H2 existe.

logo, não é estável.

Qt maior O.L. --> maior força de atração --> menor comprimento ( item III correto)