Universidade Federal do Tocantins

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1 Universidade Federal do Tocantins Ligação Covalente e Geometria Molecular: Teoria da Ligação de Valência enicolau@uft.edu.br Blog: profedenilsonniculau.wordpress.com Prof. Dr. denilson dos Santos Niculau

2 2 Introdução geral As estruturas de Lewis e o modelo RPNV 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. xistem dois elétrons de spins contrários na superposição de orbitais. Permite o cálculo numérico dos ângulos e comprimentos de ligação.

3 3 Conceito de Ligação covalente Descrevendo um elétron no átomo + H H H 2 1s 1s s

4 Ligações Sigma 1s 1s H H Orbital molecular s H 2 4

5 5 Ligações Sigma H-F 2p 2s + 1s s

6 6 Ligações Pi N 2 2p 2s 2p 2s p s É possível formar 3 ligações sigma?

7 7 Ligações Pi p s

8 8 Ligações Pi p s

9 9 Hibridação dos orbitais (sp) Os orbitais atômicos podem se misturar ou se hibridizar para adotarem um arranjo adequado para a ligação. A hibridação é determinada pelo arranjo. Cl Be Cl Configuração eletrônica do Be no stado Fundamental stado excitado Cl ( valência: 3s 2 3p 5 ) stado hibridado Superposição dos orbitais

10 Hibridação dos orbitais (sp 2 ) 10 B Arranjo trigonal plana

11 Hibridação dos orbitais (sp 3 ) Os orbitais atômicos podem se misturar ou se hibridizar para adotarem uma geometria adequada para a ligação. A hibridação é determinada pelo arranjo. Carbono CH 4 metano 2p 2p 2s 2s stado fundamental Como formar 4 ligações? stado excitado stado hibridado Orbitais HÍBRIDOS 11

12 12 Hibridação dos orbitais (sp 3 ) É necessário 1 orbital s e 3 orbitais p para formar este híbrido

13 13 Hibridização envolvendo orbitais d Uma vez que existem apenas três orbitais p, os arranjos octaédricos e de bipirâmide trigonal devem envolver os orbitais d. Os arranjos de bipirâmide trigonais necessitam de hibridização sp 3 d. Os arranjos octaédricos requerem hibridização sp 3 d 2. Observe que o arranjo da teoria de RPNV determina a hibridização.

14 14 Outros orbitais híbridos de acordo com o arranjo de elétrons Arranjo

15 15 Outros orbitais híbridos de acordo com o arranjo de elétrons Arranjo

16 Hibridação em moléculas mais complexas As ligações no etano C 2 H 6 etano Carbono 2p 2p 2s 2s stado fundamental Como formar 4 ligações? stado excitado stado hibridado Orbitais HÍBRIDOS 16

17 17 Hibridação em moléculas mais complexas As ligações no etano C 2 H 6

18 18 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 ) stado fundamental stado excitado stado hibridizado sp2 orbitais sp2

19 19 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 )

20 20 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 ) Superposições frontais- s Superposição frontal- s Superposição p - p

21 21 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 ) Superposições frontais- s

22 22 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 ) Carbono sp 2 hibridado

23 23 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no etileno (C 2 H 4 ) Carbono sp 2 hibridado

24 24 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no acetileno (C 2 H 2 ) stado fundamental stado excitado stado hibridizado sp orbitais sp

25 25 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no acetileno (C 2 H 2 ) Superposições frontais- s Superposição frontal- s Superposição p - p

26 26 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no acetileno (C 2 H 2 ) Carbono sp hibridado

27 27 Hibridação em moléculas mais complexas A ligação s and p no acetileno (C 2 H 2 ) Carbono sp hibridado

28 28 Resumo: orbitais híbridos 1. Desenhe a estrutura de Lewis para a molécula ou íon. 2. Determine o arranjo usando o modelo RPNV. 3. specifique os orbitais híbridos necessários para acomodar os pares de elétrons com base em seu arranjo geométrico.

29 Referências sugeridas para o aluno ATKINS, P.; JONS, J. Princípios de Química. Tradução de Ricardo Bicca de Alencastro. 3. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, p. 2. BROWN, T. L.; LeMAY, H..; BURSTN, B..; BURDG, J. R. Química : A ciência central. Tradução de Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo : Person Prentice Hall, CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química, 11ª ed, MacGrall-Hill ducation, RUSSL, J.B. Química Geral, MacGrall-Hill Ltda. São Paulo. 5. BRADY, J & HUMISTON, G.. Química Geral. d. Livros Técnicos Científicos, Rio de Janeiro, 1981.