Teorias de Ligação. Teoria da Ligação de Valência. Ligações s e p Hibridização de orbitais Ligações dos hidrocarbonetos

Transcrição

1 Teorias de Ligação Ligações s e p Hibridização de orbitais Ligações dos hidrocarbonetos

2 Orbitais e Teorias de Ligação Estruturas de Lewis Elétrons localizados? Elétrons de valência responsáveis pelas ligações químicas Orbitais descrição dos elétrons Orbitais Moleculares

3 Orbitais e Teorias de Ligação (LV) Ligações químicas baseadas em orbitais Linus Pauling (entre outros). Relacionada à idéia de Lewis. Sobreposição de orbitais atômicos. Retrato visual. Particularmente útil para moléculas compostas de muitos átomos. Teoria do Orbital Molecular (OM) Robert Mulliken. Orbitais moleculares delocalizados sobre a molécula. Mais informações quantitativas. Essencial para descrever moléculas em estados excitados (cores, espectroscopia, etc.)

4 Ligação tipo σ (sigma) H2 : superposição de 2 orbitais s Orbitais atômicos Ligação σ

5 Ligação tipo σ (sigma) HF : superposição de 1 orbital s e 1 orbital p Fluoreto de Hidrogênio, HF Ligação σ Eixo internuclear

6 Ligação tipo σ (sigma) Superposição de 2 orbitais p (cabeça-cabeça) Ligação σ

7 Ligações tipo σ (sigma) Superposição de 2 orbitais s Superposição de 1 orbital s e um orbital p (localizado no eixo internuclear) Superposição de 2 orbitais p (cabeça-cabeça)

8 Ligações tipo π (pi) Superposição lateral de 2 orbitais p Ligação π

9 Ligações múltiplas Nitrogênio, N2

10 Ligações múltiplas Nitrogênio,

11 Ligações múltiplas De acordo com a, podemos descrever as ligações múltiplas da seguinte forma: Uma ligação simples é uma ligação σ. Uma ligação dupla é uma ligação σ mais uma ligação π. Uma ligação tripla é uma ligação σ mais duas ligações π. A força da ligação depende do grau de superposição dos orbitais atômicos

12 Hibridização dos Orbitais Metano Carbono, [He] 2s22px12py12pz0

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14 Hibridização dos Orbitais Representação da amplitude da função de onda para um orbital híbrido sp3. Cada orbital híbrido aponta para os vértices de um tetraedro.

15 Hibridização dos Orbitais Os orbitais híbridos de um átomo são construídos para reproduzir o arranjo de elétrons característico da forma da molécula determinada experimentalmente.

16 Hibridização dos Orbitais As ligações C-H no metano são formadas pelo emparelhamento de um elétron 1s do H e um elétron sp3 do carbono, formando a estrutura tetraédrica predita por RPECV ou VSEPR. Metano, CH4

17 Hibridização em moléculas mais complexas Etano, CH3CH3

18 Hibridização em moléculas mais complexas Amônia, NH3

19 Hibridização sp2 e sp sp2 combinação de um orbital s e dois orbitais p triangular planar sp combinação de um orbital s e um orbitail p linear

20 Hibridização sp3d e sp3d2 (link)

21 Hibridização

22 Ligações dos Hidrocarbonetos Carbono os átomos podem se ligar para formar cadeias e anéis de diferentes tamanhos Já descrevemos o metano e o etano. O mesmo padrão de ligações σ ocorre em todos os alcanos. Nestes compostos, os ângulos de ligação são muito próximos do ângulo do tetraedro, 109,5o, que corresponde à hibridação sp3.

23 Ligações duplas carbono-carbono sp2 C hibridizado sp2 Eteno 1 ligação σ 1 ligação π

24 Ligações duplas carbono-carbono Eteno

25 Características das ligações duplas - Uma ligação dupla é mais forte do que uma ligação simples; - Uma ligação dupla é mais fraca do que a soma de duas ligações simples; - Uma ligação dupla influencia na forma da molécula, já que impede a rotação da molécula.

26 Compostos cíclicos Benzeno

27 Compostos cíclicos Benzeno

28 Ligações triplas 1 ligação σ 2 ligações π sp Etino

29 Ligações triplas Etino

30 Teoria dos Orbitais Moleculares Orbitais em moléculas poliatômicas β-caroteno, C40H56