Diborano

Diborano pelas teorias de Lewis/VSPER, teoria da ligação de valência e pela teoria do orbital molecular.

A)

Na teoria de Lewis/VSPER o Boro é um elemento, o qual entra nas exceções a regra do octeto. Assim, o composto diborano não tem a quantidade de elétrons necessária para ter uma representação leal da sua molécula em função da teoria de Lewis. Mas está teoria é muito útil, pois consegue prever ligações químicas em moléculas mais simples.

Essa teoria falha ao prever a estrutura do diborano, pois ele é um composto deficiente em elétrons, isto é, apresenta menos elétrons necessários para a formação do octeto completo. Veja: este composto apresenta, juntando a camada de valência de seus oito elementos, doze elétrons, sendo seis do boro, e seis do elemento hidrogênio, pela teoria de Lewis, doze elétrons fazem seis ligações covalentes, assim não ligaria todos os átomos.

Para formar o octeto completo seria necessário quatorze elétrons, os quais fariam sete ligações, que ligariam todos os átomos, neste caso a molécula teria geometria tetraédrica, em cada átomo central, desta maneira melhor minimizando as repulsões entre os elétrons.Há, também, a incompatibilidade com o princípio da incerteza da mecânica quântica, quando a teoria de Lewis prevê a localização dos elétrons na molécula.

B )

Ao analisar o diborano sobre as lentes da teoria da ligação de valência, vemos que o átomo de B se hibridiza em sp3, isto é, houve a mistura do orbital 2s e de três orbitais 2p, que são da camada de valência, assim, ocorrea formação de quatro orbitais sp3, pois há necessidade de um orbital hibrido para cada par de elétrons de ligação e isolados, três deles contendo elétrons e um deles vazio. Nas imagens abaixo, a primeira é o diagrama de caixas do boro no estado fundamental. Já na segunda vemos o diagrama de caixas para o Boro, os qual seus elétrons estão em promoção:

1s 2s 2p

]

Diagrama de caixas do boro não hibridizado, em seu estado fundamental.

1s 2sp3

Diagrama de caixas do boro em promoção2sp3, o orbital 1s se mantem.

Cada orbital sp3 do boro se liga ao orbital s do hidrogênio, através de ligações sigma. Nesta teoria o arranjo da molécula já é definido pelo tipo de hibridização, este arranjo já calculado através de cálculos matemáticos.

Imagem mostrando o arranjo do orbital sp3

Porém nesta teoria seria tetraédrica distorcida em cada Boro, como mostra a imagem abaixo:

Imagem mostrando os ângulos de ligação da molécula do diborano

Esta teoria falha ao prever a estrutura do diborano, pois considera que os elétrons estão localizados em certa região dos átomos ou em certa região entre pares de átomos. Com isso ela não consegue prever as pontes de hidrogênio que estão presentes nesta molécula.Outra falha presente nesta teoria é que ela não consegue explicar a deficiência de elétrons, no caso da molécula do diborano ela não consegue explicar o octeto incompleto do boro.

C)

Na teoria dos orbitais moleculares todos os elétrons de valência estão deslocalizados, isto é, os elétrons se espalham por todos os átomos da molécula, eles não são de uma ligação particular,formando orbitais moleculares que são uma combinação linear de orbitais atômicos, ao invés de elétrons no orbital, como diz as outras teorias, há a soma das funções de ondas deles.

Temos que ter em mente, também, que nesta teoria, um único elétron pode manter dois átomosjuntos.

Assim, a molécula poliatômica do diborano é explicada pelos fatos: há uma deslocalização dos elétrons de valência. Veja: no diborano um único par de elétrons está deslocalizado pela unidade B-H-B no centro da molécula, assim este par de elétrons liga os três átomos com ordem de ligação ½ para cada ligação B-H, isto é, um átomo de hidrogênio fica entre os átomos de boro e um par de elétrons se liga aos três átomos, esta é a famosa ponte de hidrogênio ou também chamada de ligação três centros. Este composto apresenta duas pontes de hidrogênio, uma em cada unidade B-H-B. As ligações três centros do diborano são mais longas e