Teoria da ligação de valência

Transcrição

1 Teoria da ligação de valência Prof. Leandro Zatta Prof. Leandro Zatta 1

2 Prof. Leandro Zatta 2 RPENV Maneira simples Lewis Quântica Orbitais atômicos TLV

3 Prof. Leandro Zatta 3 Teoria de ligação de valência Lewis: Ligação covalente ocorre pelo compartilhamento de elétrons. Densidade de elétrons entre os núcleos. TLV: Fusão de orbitais atômicos, diz-se, então, que os orbitais compartilham uma região do espaço, ou superpõem-se.

4 Ligação covalente e Superposição de orbitais As estruturas de Lewis e o modelo RPENV não explicam porque uma ligação se forma. Como devemos considerar a forma em termos da mecância quântica? Quais são os orbitais envolvidos nas ligações? Usamos a teoria de ligação de valência: As ligações formam quando os orbitais nos átomos se superpõem. Existem dois elétrons de spins contrários na superposição de orbitais.

5 Ligação covalente e Superposição de orbitais

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7 Orbitais híbridos Os orbitais atômicos podem se misturar ou se hibridizar para adotarem uma geometria adequada para a ligação. A hibridização é determinada pelo arranjo. Orbitais híbridos sp Considere a molécula de BeF 2 (sabe-se experimentalmente que ela existe):

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9 Orbitais híbridos Orbitais híbridos sp 2 e sp 3 Importante: quando misturamos n orbitais atômicos, devemos obter n orbitais híbridos. Os orbitais híbridos sp 2 são formados com um orbital s e dois orbitais p. (Conseqüentemente, resta um orbital p nãohibridizado.) Os grandes lóbulos dos híbridos sp 2 encontram-se em um plano trigonal. Todas as moléculas com arranjos trigonais planos têm orbitais sp 2 no átomo central.

10 BF3

11 Orbitais híbridos Orbitais híbridos sp 2 e sp 3 Os orbitais híbridos sp 3 são formados a partir de um orbital s e três orbitais p. Conseqüentemente, há quatro lóbulos grandes. Cada lóbulo aponta em direção ao vértice de um tetraedro. O ângulo entre os grandes lóbulos é de 109,5. Todas as moléculas com arranjos tetraédricos são hibridizadas sp 3.

12 Orbitais híbridos sp 2 e sp 3 CH 4

13 Orbitais híbridos Orbitais híbridos sp 2 e sp 3

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16 Ligações múltiplas Ligações : a densidade eletrônica encontra-se no eixo entre os núcleos. Todas as ligações simples são ligações. Ligações : a densidade eletrônica encontra-se acima e abaixo do plano dos núcleos. Uma ligação dupla consiste de uma ligação e de uma ligação. Uma ligação tripla tem uma ligação e duas ligações. Normalmente, os orbitais p envolvidos nas ligações vêm de orbitais não-hibridizados.

17 Ligações múltiplas

18 Ligações múltiplas O etileno, C 2 H 4, tem: uma ligação e uma ligação ; ambos os átomos de C estão hibridizados sp 2 ; ambos os átomos de C possuem arranjos e geometrias moleculares trigonais planos.

19 Ligações múltiplas

20 Ligações múltiplas

21 Ligações múltiplas Ligações deslocalizadas Até agora, todas as ligações encontradas estão localizadas entre os dois núcleos. No caso do benzeno: existem 6 ligações C-C, 6 ligações C-H, cada átomo de C é hibridizado sp 2 e existem 6 orbitais p não-hibridizados em cada átomo de C.

22 Ligações múltiplas Ligações deslocalizadas

23 Ligação Prof. Leandro Zatta Prof. Leandro Zatta 23

24 Materiais metálicos Materiais metálicos têm sido usados por mais de 10 mil anos. Prof. Leandro Zatta 24 São comumente usados como ligas Envolvem ligações entre os metais do grupo d da T.P.

25 LIGAÇÃO METÁLICA Definição: ligações entre átomos de metais que formam retículos cristalinos de cátions fixos unidos por uma nuvem de elétrons livres da camada de valência.

26 Características dos Metais Sólidos a temperatura ambiente, exceção do Hg (líquido). Apresentam brilho metálico, fundidos perdem o brilho, exceção para o Mg e Al. Densidade superior a da água, exceção para os alcalinos. Menor Li = 0,53 g/ml, maior Os = 22,5g/mL. PF muito variável, menor Cs = 28,5 C, maior W = 3382 C. Bons condutores de eletricidade e calor. Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro 70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. Maleabilidade e ductibilidade.

27 Ligas Metálicas Definição: materiais com propriedades metálicas que contém dois ou mais elementos, sendo pelo menos um deles metal. Exemplos: - Liga de metais para fusíveis ( Bi, Pb, Sn e Cd) - Liga de ouro de joalharia (Au, Ag e Cu) - Amálgama dental (Hg, Ag e Cu) - Bronze ( Cu e Sn) - Latão (Cu e Zn)