TOM CLOA A B Φ A. Ψ 1,2 = c 1 Φ A + c 2 Φ B. e r. 1 πε. e r. Não tem solução analítica. Φ B. r12. r B2 2 +

Transcrição

1 r1 r1 r r 1 r1 r ( ) Ψ = Ψ V E h m π + + = r e r e r e r e r e r e V πε Não tem solução analítica. Φ Φ Ψ 1, = c 1 Φ + c Φ CLO

2 CLO orbitais atómicas, φ e φ, sem interacção φ + φ E φ φ,φ φ φ φ

3 CLO orbitais atómicas, φ e φ, com interacção: orbitais moleculares, Ψ e Ψ * S = φ φ Ψ * = φ + φ φ φ Sobreposição Ψ * = c φ d φ Ψ * = φ φ (c = d) φ + φ Ψ * Ψ = a φ + b φ Ψ = φ + φ (a = b) Ψ = φ + φ + φ φ Ψ φ + φ Densidade electrónica

4 CLO Η Ψ = Ε Ψ Ψ = φ + φ E E = 1 = ΨΨdv Ψ dv Φ Φ dv + Φ Φ dv + Φ Φ dv Φ Φ dv + Φ Φ dv + Φ Φ dv Energia Φ S Φ dv = Φ Φ dv = Φ Φ Φ Φ dv dv = Φ = Φ Φ dv = Φ Φ Φ dv dv =1 = β E E 1 = Ψ = φ φ E + β = + S E E + β 1+ S E β = 1 S

5 Energia Diagrama de OM E E β = 1 S Ψ * = φ + φ φ φ Sobreposição Ψ E Ψ = φ φ φ + φ Ψ * φ φ E E E Ψ E 1 E 1 E + β = 1 + S (E < 0; β < 0; S > 0) Ψ = φ + φ Orbitais ligantes, antiligantes, não ligantes. Ψ = φ + φ + φ φ Ψ φ + φ

6 plicação qualitativa da CLO Sobreposição Energia Nº de O

7 Sobreposição

8 Sobreposição S = 0 S > 0 S >> 0

9 Ψ = a φ + b φ Energia Ψ * = c φ d φ Ψ * Ψ * Ψ * E φ φ E φ E φ Ψ Ψ φ Ψ φ c = d a = b Ligação apolar c > d a < b Ligação polar c >> d a << b Ligação iónica

10 Nº de O O => OM 3 O => 3 OM 4 O => 4 OM n O => n OM

11 Molécula de Diagrama de OM OM s calculadas Ψ E Φ Φ Ψ 1 E 1

12 Molécula de Diagrama de OM Variação com distância internuclear Ψ E E Φ Φ Ψ 1 E 1 r 0 E 1

13 1º Período Ψ* Energia Ψ +

14 1º Período Ψ* Ψ* Energia Energia Ψ Ψ +

15 1º Período Ψ* Ψ* Energia Energia Ψ Ψ + Ψ* Energia Ψ e ou e + e

16 1º Período Ψ* Ψ* Energia Energia Ψ Ψ + Ψ* Ψ* Energia Energia Ψ Ψ e ou e + e e e e

17 1º Período OL = 1 ( ) N L N L Ψ* Ψ* Ψ* Ψ Ψ Ψ + e e + e Molécula ou ião Nº de electrões ligantes Nº de electrões antiligantes OL Energia de ligação kj mol ½ ½ 10 * e + 1 ½ 51 e 0 -

18 º Período Sobreposição Simetria

19 º Período

20 º Período -

21 º Período σ s *(u) σ s (g) -

22 º Período σ p * (u) σ p (g) σ s *(u) σ s (g) -

23 º Período σ p * (u) π*(g) π(u) σ p (g) σ s *(u) σ s (g) -

24 º Período σ p * (u) OL = 8 6 = 1 π*(g) π(u) (Ligação simples) Diamagnética σ p (g) σ s *(u) F σ s (g) F 1 -

25 º Período σ p * (u) OL = 8 4 = π*(g) π(u) (Ligação dupla) Paramagnética σ p (g) σ s *(u) O σ s (g) O 1 1 -

26 º Período σ p * (u) OL = 8 = 3 π*(g) π(u) (Ligação tripla) σ p (g) Diamagnética σ s *(u) N σ s (g) N

27 º Período σ p * (u) OL = 6 = π*(g) π(u) (Ligação dupla) σ p (g) Paramagnética σ s *(u) C σ s (g) C

28 º Período σ p * (u) π*(g) π(u) σ p (g) σ s *(u) σ s (g) 4 O com a mesma simetria -

29 º Período Mistura s-p σ p * (u) π* (g) π(u) σ p (g) σ s * (u) 4 O => 4 OM σ s (g) -

30 º Período Mistura s-p σ p * (u) σ 4 σ p * - σ s * σ 4 π*(g) σ p * π(u) σ s * σ p (g) σ σ s * + σ p * σ σ s *(u) σ 3 σ p - σ s σ 3 σ p σ s (g) σ s - σ 1 σ s + σ p σ 1

31 º Período Mistura s-p σ p * (u) σ 4 π*(g) π * (g) π(u) σ 3 π(u) σ p (g) σ s *(u) σ σ s (g) σ 1 - -

32 º Período σ 4 π * (g) < OL < 3 σ 3 Diamagnética π(u) σ σ 1 C C

33 º Período Mistura s-p: Fronteira: entre o N e o O Energia /ev Li e C N O F Ne σ 4 π* σ 4 π* σ 4 π* σ 3 π π π σ 3 σ 3 σ σ σ σ 1 σ 1 σ 1 N N N O O O F F F

34 N Diagrama qualitativo OM calculadas σ 4 π * (g) σ 3 π(u) σ σ 1 -

35 Moléculas diatómicas heteronucleares F 1s Diferença de electronegatividades F

36 Moléculas diatómicas heteronucleares Ψ 3 = c [1s()] - d [(F)] c >> d Ψ 3 F 1s Ψ Ψ = a [1s()] + b [(F)] a << b F F

37 Moléculas diatómicas heteronucleares Ψ 3 = c [1s()] - d [(F)] c >> d Ψ 3 F 1s, Ψ Ψ = a [1s()] + b [(F)] a << b Ψ 1 (nl) F F

38 Moléculas diatómicas heteronucleares Ψ 3 = c [1s()] - d [(F)] c >> d Ψ 3 F 1s, Ψ Ψ = a [1s()] + b [(F)] a << b Ψ 1 (nl) OL =1 F F ssimetria na núvem electrónica: ligação polar

39 Moléculas diatómicas heteronucleares Diagrama qualitativo Ψ 3 OM s calculadas F 1s, Ψ Ψ 1 (nl) F F (F) não é completamente não ligante

40 Moléculas diatómicas heteronucleares Diagrama qualitativo com participação de (F) OM s calculadas F 1s F F

41 Moléculas diatómicas heteronucleares N CO σ 4 σ 4 π * (g) π * σ 3 π(u) σ 3 π σ σ σ 1 σ 1 N N-N N C CO O

42 Moléculas diatómicas heteronucleares CO E π* π* σ 4 π * π π N N N C CO O π σ 3 σ σ 4 σ 4 σ 1 σ 1 σ 1 N-N C-O C CO O

43 Moléculas diatómicas heteronucleares CO σ 4 π * σ 3 π σ σ 1 C CO O

44 Moléculas diatómicas heteronucleares Orbitais fronteira CO LUMO σ 4 π * OMO σ 3 π σ σ 1 C CO O

45 Moléculas diatómicas heteronucleares Ligação forte a metais de transição Ligação covalente dativa (σ) σ 4 CO M LUMO C OMO O π * Ácido de Lewis ase de Lewis σ 3 Retrodoação covalente dativa (π) π M C O σ OMO LUMO ase de Lewis Ácido de Lewis σ 1 C CO O

46 Nomeadamente ao Fe da hemoglobina Ligação covalente dativa (σ) O CO M LUMO Ácido de Lewis C O OMO ase de Lewis N N Fe N N N N Fe N N Entra... Sai... Retrodoação covalente dativa (π) M C O CO OMO ase de Lewis LUMO Ácido de Lewis N N Fe N N Fica!