Teorias da Ligação Química Orbitais Atómicas Moléculas

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1 Teorias da Ligação Química 1? Orbitais Atómicas Moléculas

2 Teorias da Ligação (TOM) 2 TEORIA DAS ORBITAIS MOLECULARES Robert Mulliken) Electrões de valência estão deslocalizados electrões de valência ocupam orbitais moleculares que se estendem a toda a molécula

3 3 Teorias da Ligação (TLV) TEORIA DA LIGAÇÃO de VALÊNCIA Linus Pauling Electrões de valencia estão localizados entre os átomos (ou são pares isolados). Orbitais atómicas semi- preenchidas sobrepõem-se se para formar ligações ões.

4 4 Teoria da Ligação de Valência O modelo da RPECV baseado nas estruturas de Lewis não permite explicar a formação de ligações químicas! Não explica porque a ligação F-F é mais fraca que a ligação -, apesar da partilha de um par de electrões. Segundo a TLV a formação da ligação covalente - resulta da sobreposição espacial (ou coalescência) de duas orbitais 1s dos átomos.

5 5 Teoria da Ligação de Valência Partilha de dois electrões entre dois átomos. Energia de dissociação das ligações Comprimento da ligação Sobreposição 2 436,4 kj/mole 74 pm 2 1s F 2 150,6 kj/mole 142 pm 2 2p Teoria da Ligação de Valência os electrões numa molécula ocupam orbitais atómicas dos átomos individuais.

6 Formação de uma ligação σ (Sigma) 6 Two s orbitals overlap

7 Formação de uma ligação σ 7 Two s orbitals overlap Two p orbitals overlap

8 8 Teoria da Ligação de Valência Ligação no BF 3 F Boron configuration B F F 1s 2s 2p Geometria triangular plana ângulo = 120 o

9 9 Ligação no BF 3 Como explicar as três ligações com ângulo de 120 o usando uma orbital s e orbitais p que formam ângulos de 90 o? Pauling introduziu o conceito de ibridação de orbitais atómicas A hibridação consiste na mistura de orbitais atómicas de modo a gerar um novo conjunto de orbitais ORBITAIS ÍBRIDAS

10 10 ibridação coalescência de duas ou mais orbitais atómicas para formar um novo conjunto de orbitais híbridas. 1. Coalescência de, pelo menos, 2 orbitais atómicas não equivalentes (por ex., s e p). As orbitais híbridas têm uma forma diferente das orbitais atómicas originais. 2. Número de orbitais híbridas é igual ao número de orbitais atómicas puras que participam no processo de hibridação. 3. As ligações covalentes são formadas por: a. Sobreposição de orbitais híbridas com orbitais atómicas; b. Sobreposição de orbitais híbridas com outras orbitais híbridas.

11 11 Ligação no BF 3 hibridação 2s 2p redistribuir electrões Três orbitais híbridas sp 2 Orbital p não ocupada

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13 13 BF 3 As três orbitais híbridas resultam da mistura de uma orbital s e duas orbitais p 3 sp 2 Temos assim 3, orbitais híbridas semi- preenchidas que são utilizadas para formar as ligações B-F F sigma.

14 Ligação no BF 3 14 Uma orbital de cada F sobrepõe uma das orbitais híbridas sp 2 para formar uma ligação sigma B-FB F F B F

15 15 Ligação no C 4 Como justificar 4 ligações C sigma com um ângulo de 109 o? 109 o Temos de usar 4 orbitais atómicas s, p x, p y, e p z para formar 4 orbitais híbridas.

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17 Ligação no C 4 17 Figure 10.6

18 ibridação de Orbitais 18 Contar o número de pares isolados e o número de átomos ligados ao átomo central # de Pares Isolados + # de Átomos Ligados 2 ibridação sp Exemplos BeCl 2 3 sp 2 BF 3 4 sp 3 C 4, N 3, 2 O 5 6 sp 3 d sp 3 d 2 PCl 5 SF 6

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20 20 Ligações na Glicina sp 3 sp 3 N C O C sp 2 O sp 3

21 21 Ligações na Glicina sp 3 sp 3 N C O C sp 2 O sp 3

22 22 Ligações na Glicina sp 3 sp 3 N C O C sp 2 O sp 3

23 23 Ligações na Glicina sp 3 sp 3 N C O C sp 2 O sp 3

24 24 Ligações na Glicina sp 3 sp 3 N C O C sp 2 O sp 3

25 Ligações múltiplas 25 Considere-se se o etileno,, C Þ C C sp 2

26 ibridação sp 2 de um átomo de carbono 26

27 A orbital 2 pz é perpendicular ao plano das orbitrais híbridas 27

28 Ligações no C Ligação Pi (π) densidade electrónica acima e abaixo dos núcleos dos átomos ligantes. Ligação Sigma (σ) densidade electrónica entre os 2 átomos.

29 29 Ligação π no C 2 4 A orbital p não utilizada em cada átomo de C contem um electrão e esta orbital p sobrepõe com a orbital p do átomo vizinho para formar a ligação ãoπ. 2s 2p 3 sp 2 hybrid orbitals p orb. for š bond

30 Ligações σ e π no C

31 Ligações σ e π no C 2 O 31

32 Ligações σ e π no C

33 Ligações sigma (σ) e pi (π) 33 Ligação simples Ligação dupla Ligação tripla 1 ligação sigma 1 ligação sigma e 1 ligação pi 1 ligação sigma e 2 ligações pi O C C O σ ligações = 6+ 1 = 7 π ligações = 1

34 Consequências das Ligações Múltiplas 34 A rotação é restringida em torno de uma ligação C=C