(BLOQUE 3) 28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Unos investigadores dudan sobre el orden correcto de ocupación de los orbitales moleculares en la molécula B2, de la que se sabe experimentalmente que tiene unidos sus dos átomos por enlace simple y que es paramagnética. Proponen estas dos ordenaciones alternativas de los orbitales moleculares, de menor a mayor energía:
1) σ1s < σ1s* < σ2s < σ2s* < σ2px < π2py = π2pz <π2py* = π2pz*< σ2px*…
2) σ1s < σ1s* < σ2s < σ2s* < π2py = π2pz < σ2px <π2py* = π2pz*< σ2px*…
¿Cuál de ellas explicaría mejor los datos empíricos mencionados?
(A). No se puede decidir pues ambas explican la existencia de enlace simple en B2.
(B). La primera.
(C). La segunda.
(D). No se puede decidir pues ambas explican el paramagnetismo del B2.
Solución: C. Cada átomo de B aporta 5 electrones a la molécula B2; por lo tanto, hay que colocar 10 electrones en los orbitales moleculares, lo cual se haría de este modo en cada una de las posibles ordenaciones alternativas:
1) (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2
2) (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)1 (π2pz)1
De ambas se deduce un orden de enlace 1, pues quedan alojados 6 electrones en orbitales enlazantes y 4 en antienlazantes, lo que supone una diferencia de un par enlazante.
Esto está de acuerdo con la observación experimental de enlace simple, pero la respuesta “No se puede decidir pues ambas explican la existencia de enlace simple en B2” no es válida ya que, a pesar de eso, sí se puede decidir, como se explica a continuación.
Según la primera ordenación la molécula de B2 no sería paramagnética, ya que no tiene electrones desapareados. La segunda, sin embargo, presenta 2 electrones desapareados (es un dirradical) y eso está de acuerdo con el paramagnetismo observado. Por lo tanto, la segunda explicaría mejor las dos observaciones experimentales: que existe un enlace simple y que la molécula es paramagnética.
29. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). Si el orden correcto de ocupación de orbitales moleculares de la especie B2 es el mismo que para el anión B22–, decir si este sería paramagnético y calcular su orden de enlace según la teoría de orbitales moleculares.
(A). B22– no sería paramagnético y su orden de enlace sería 2.
(B). B22– no sería paramagnético y su orden de enlace sería 1.
(C). B22– sería paramagnético y su orden de enlace sería 2.
(D). B22– sería paramagnético y su orden de enlace sería 1.
Solución: A. El anión B22– tiene 12 electrones (los 10 del B2 más los dos que ha aceptado).
En la pregunta anterior hemos comprobado que el orden de ocupación correcto es:
σ1s < σ1s* < σ2s < σ2s* < π2py = π2pz < σ2px <π2py* = π2pz*< σ2px*…
Por lo tanto, la configuración electrónica molecular del anión B22– será:
(σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2
De ella se deduce un orden de enlace de (8 – 4) / 2 = 2 y se predice que la especie no será paramagnética pues no tiene electrones desapareados.
En cambio, si el orden de ocupación de los electrones en la especie B22– fuese:
σ1s < σ1s* < σ2s < σ2s* < σ2px < π2py = π2pz <π2py* = π2pz*< σ2px*…
entonces su configuración electrónica sería: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)1 (π2pz)1
En ese caso el orden de enlace sería también de 2, pero se predeciría una especie paramagnética debido a la existencia de dos electrones desapareados.
30. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Para el catión B22+ la teoría de orbitales moleculares predice…
(A). que su orden de enlace será 1.
(B). que no debería existir o, de existir, sería muy inestable.
(C). que es paramagnético.
(D). que es más estable que el catión B2+.
Solución: B. La configuración electrónica molecular del anión B22+ (8 electrones) predicha por la teoría de orbitales moleculares será:
(σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2
de donde se deduce un orden de enlace de 0; es decir, la predicción dice que la especie no podría existir. Hay que tener en cuenta que la teoría de orbitales moleculares hace predicciones, pero no se puede considerar imposible que la especie exista. En cualquier caso, de existir, sería altamente improbable que fuese estable.
En cuanto a la especie B2+ (9 electrones), su configuración electrónica molecular sería:
(σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2
lo que significa un orden de enlace de 0,5. Por lo tanto, se predice una mayor estabilidad para B2+ que para B22+.
