(BLOQUE 3) 28. (ESTA PREGUNTA, LA 29 Y LA 30 ESTÁN RELACIONADAS.) Sabiendo que la configuración electrónica de las moléculas B2, C2 y N2 siguen este orden de energía: σ1s < σ1s* < σ2s < σ2s* < π2py = π2pz < σ2px < π2py* = π2pz* < σ2px* < σ3s < σ3s* < … y que para las moléculas O2 y F2 ese orden sufre una alteración debido a que los orbitales p2p tienen más energía que el s2px; y sabiendo también que las energías de enlace de las especies B2, C2, N2, O2 y F2 son, respectivamente, 69, 111, 225, 118 y 36 kcal/mol, decidir cuál de ellas es la menos reactiva y decir cuál de las siguientes es su configuración electrónica molecular:
(A). (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)1 (π2pz)1
(B). KK (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π2py*)2 (π2pz*)2
(C). KK (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2 (σ2px)2
(D). (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2
Solución: C. La especie menos reactiva debe ser la más estable, y esta es el N2, puesto que tiene la más alta energía de enlace y da lugar a un enlace de orden 3. Para escribir su configuración electrónica solo hay que ir colocando los electrones en los orbitales en el orden dado. Para saber el número de electrones de cada átomo de los dados, basta escribir los 9 primeros elementos de la tabla periódica (es decir, hasta el F) y numerarlos. (La expresión KK es un modo de simplificar (σ1s)2 (σ1s*)2.)
29. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 28 Y LA 30.) Ordenar las especies B2, C2, N2, O2 y F2 según sus órdenes de enlace, de menor a mayor.
(A). B2 < C2 < N2 < O2 < F2
(B). F2 < O2 < N2 = C2 < B2
(C). B2 = C2 < N2 < O2 = F2
(D). B2 = F2 < C2 = O2 < N2
Solución: D. Las configuraciones electrónicas de las especies dadas son:
B2: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)1 (π2pz)1
C2: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2
N2: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2 (σ2px)2
O2: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π2py*)1 (π2pz*)1
F2: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π2py*)2 (π2pz*)2
Restando los orbitales antienlazantes completos de los enlazantes completos nos quedan los siguientes órdenes de enlace: B2: 1; C2: 2; N2: 3; O2: 2; F2: 1.
30. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 28 Y LA 29.) Sabiendo que la configuración electrónica molecular de la molécula CN sigue el mismo orden de energía que las de C2 y N2, ¿cuál es su orden de enlace?
(A). 1
(B). 2
(C). 5/2
(D). 3
Solución: C. Esta molécula tiene 6+7 = 13 electrones, que hay que ir colocando en los orbitales moleculares correspondientes. Procediendo así queda esta configuración electrónica molecular: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2 (σ2px)1. El orden de enlace se define como la semidiferencia entre el número de electrones en orbitales enlazantes y el de los situados en antienlazantes. Esto da: (9 – 4) / 2 = 5/2.
