Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná Setor Palotina. Algumas curiosidades científicas

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1 Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná Setor Palotina Aula 9 Orbitais nas ligações Covalentes e teorias de ligação Prof. Isac G. Rosset Algumas curiosidades científicas 1. Se uma pessoa gritasse durante 8 anos, 7 meses e 6 dias, teria produzido energia suficiente para aquecer uma xícara de café. 2. Em 10 minutos, um furacão F5 produz mais energia do que todas as Armas Nucleares juntas. 3. A probabilidade de você viver até os 116 anos é de um em 2 bilhões. 4. Um raio atinge uma temperatura maior do que a da superfície do sol. 5. Os raios se movem com velocidade média de 246 km/s para descargas com polaridade positiva e 304 km/s para as descargas de polaridade negativa. 6. No núcleo do sol, a cada segundo, 600 milhões de toneladas de hidrogênio se convertem em hélio. 7. Um pedaço de uma estrela de nêutrons do tamanho de uma cabeça de alfinete pesaria um milhão de toneladas. Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 2

2 Orbitais, ligações químicas e mecânica quântica WHAT??? Por Quê São Necessárias Novas Teorias de Ligação? A teoria de Lewis apresenta alguns problemas: Ela não explica a existência de condutores ou semicondutores. São necessárias abordagens mais sofisticadas: Hibridização Orbitais moleculares a partir de orbitais atômicos. Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 4

3 O Que Se Espera de Uma Teoria de Ligação? Aproxima-se os átomos, vindos do infinito. Os elétrons são atraídos por ambos os núcleos. Os elétrons se repelem Os núcleos se repelem Constrói-se um gráfico de energia potencial versus distância. Energias negativas forças de atração Energias positivas forças de repulsão Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 5 Diagrama de Energia Potencial Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 6

4 Introdução ao Método da Ligação de Valência Orbitais atômicos descrevem as ligações covalentes A área de interpenetração (overlap) dos orbitais está em fase. É um modelo localizado de ligação. Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 7 Teoria de Orbitais Moleculares Os orbitais atômicos estão isolados nos átomos. Orbitais moleculares incluem dois ou mais átomos Obtidos através de LCAO (CLOA): Combinação Linear de Orbitais Atômicos. Ψ 1 = φ 1 + φ 2 Ψ 2 = φ 1 -φ 2 Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 8

5 Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 9 Combinação de Orbitais Atômicos Adição Subtração Orbitais moleculares ligantes e antiligantes Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 10

6 Orbitais Moleculares do Hidrogênio Plano Nodal Antiligante Orbitais 1s de Dois átomos de hidrogênio separados Ligante Orbitais moleculares da molécula de H 2 Densidade de carga eletrônica (probabilidade) ao longo de uma linha ligando os dois átomos Diagrama de níveis de energia Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 11 Ideias Básicas a Respeito de OMs Número de OAs= número de OMs. Há sempre a formação de OMs ligantes E antiligantes a partir do OAs. Os elétrons ocupam primeiro o OM de mais baixa energia. O princípio da exclusão de Pauli se aplica: O número máximo de elétrons por OM é dois. A regra de Hund se aplica: Oms degenerados são preenchidos antes do emparelhamento. Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 12

7 Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 13 Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 14

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24 Atração por pontes de hidrogênio entre moléculas de água Prof. Isac G. Rosset -UFPR -Palotina 47