TLV E TOM

(1)

Compa

Comparação entre T

ração entre Teoria

eoria da

da Ligação

Ligação

de

de V

Val

alên

ênci

cia

a (T

(TLLV)

V) e

e T

Teo

eori

ria

a do

doss

Marilena Meira Marilena Meira

(2)

Teoria Eletrônica de Valência

(TLV)

Proposta em por Linus Pauling Proposta em por Linus Pauling

Prêmio

Prêmio Nobel Nobel de de Química Química dede 1954

(3)

TLV: Princípios básicos

••

SuperposiçSuperposição: mesma ão: mesma região do espaço.região do espaço.

••

Maior superposição, mais forte a ligaçãoMaior superposição, mais forte a ligação

••

Par de elétrons: partilhado na região dePar de elétrons: partilhado na região de ssuuppeerrppoossiiçç oo..

••

Apenas 2 elétrons com spins opostos podemApenas 2 elétrons com spins opostos podem se superpor.

(4)

TLV: Princípios básicos

Uma ligação covalente é formada quando um Uma ligação covalente é formada quando um orbital atômico de um átomo se superpões ao orbital atômico de um átomo se superpões ao orbital atômico de outro.

(5)

TLV: Princípios básicos

(6)

Ligação sigma

•• R

Reessuullttaa ddaa ssuuppeerrppoossiiççããoo ddee ddooiiss oorrbbiittaaiiss

s s

ou

p p _x_x

•• S

Suuppeerrppoossiiççããoo ddee ttooppoo

•• F

Foorrm

maa--ssee uum

maa nnuuvveem

m eelleettrrôônniiccaa ddee

ssiim

meettrriiaa cciillíínnddrriiccaa eem

m ttoorrnnoo ddoo eeiixxoo

internuclear.

(7)

Ligação

ππ

•• R

Reessuullttaa ddaa ssuuppeerrppoossiiççããoo llaatteerraall

•• É

É ccoonnssttiittuuííddaa ppoorr ddooiiss llóóbbuullooss..

(8)

Comparação entre as ligações

σσ

ee

ππ

•• U

Um

maa lliiggaaççããoo

σσ

é

é m

maaiiss ffoorrttee ddo

o qquue

e uum

maa

ππ

,,

eem

m vviirrttuuddee dde a

e a ssuuppeerrppoossiiççããoo dde t

e tooppo s

o seerr

superior à lateral.

(9)

Formaç

Formação da molécula

ão da molécula do H

do H

₂₂

(10)

Formaç

Formação da molécula

ão da molécula do HF

do HF

•• F

Foorm

rmaç

açãão

o dda m

a mol

oléc

écul

ula d

a do H

o HF

F

••

₁₁

H:

_::

1s

11

(11)

Formaç

Formação da molécula

ão da molécula da água

da água

11H:H::: 1s1s11

(12)

Formaç

Formação da

ão da amônia

amônia

11H:H::: 1s1s11

(13)

Hibridizaç

Hibridização de

ão de orbitais

orbitais

••

Geralmente o número de ligações formadasGeralmente o número de ligações formadas por um átomo é igual ao número de elétrons por um átomo é igual ao número de elétrons desemparelhados existentes no estado

desemparelhados existentes no estado ..

••

No No entantoentanto, , há há casos casos em em que que os áos átomostomos

podem formar mais ligações que as previstas. podem formar mais ligações que as previstas.

(14)

Hibridizaç

Hibridização de

ão de orbitais

orbitais

••

Exemplo: Formação do metano CHExemplo: Formação do metano CH₄₄

••

Pela distribuição eletrônica do carbonoPela distribuição eletrônica do carbono esperaríamos apenas 2 ligações para o esperaríamos apenas 2 ligações para o

(15)

Hibridizaç

Hibridização

ão sp

sp

33

do carbono

••

Ocorre atraOcorre através de uvés de uma excitação ou ativaçãoma excitação ou ativação do átomo.

do átomo.

••

Elétrons emparelhados são desemparelhadosElétrons emparelhados são desemparelhados ..

(16)

Hibridizaç

Hibridização

ão sp

sp

33

do carbono

••

Com isso aumenta oCom isso aumenta o número de elétrons número de elétrons desemparelhados. desemparelhados.

••

número de ligações número de ligações possíveis. possíveis.

(17)

Hibridizaç

(18)

Hibridizaç

Hibridização

ão sp

sp

33

do carbono

Etano Etano

2

(19)

Hibridizaç

(20)

Hibridizaç

(21)

Hibridizaç

(22)

Molécula do eteno

Ligação dupla Ligação dupla

(23)

Hi

(24)

Hi

(25)

Formaç

Formação do acetileno

ão do acetileno (etino)

(etino)

Ligação tripla

(26)

Hi

Hibri

bridi

dizzaç

ação

ão sp

sp do

do ber

beríl

ílio

io

••

Pela distribuição eletrônica o berílio não fariaPela distribuição eletrônica o berílio não faria nenhuma ligação!

(27)

Hi

Hibri

bridi

dizzaç

ação

ão sp

sp do

do ber

beríl

ílio

io

BeH BeH₂₂

Linear

(28)

Hibridizaç

Hibridização

ão sp

sp

22

do boro

O boro pela só faria 1 ligação!

(29)

Hibridizaç

Hibridização

ão sp

sp

22

do boro

BF

₃₃

(30)

Hibridizaç

(31)

T

Teoria

eoria do O

do Orbital

rbital Molecu

Molecular

lar

Robert M

(32)

O p

O par

aram

amag

agne

neti

tism

smo

o do

do O

O

₂₂

•• E

Exxpplliicca a

a allgguum

maas f

s faallhhaass

da TL

da TLV com

V como p

o por

or

exemplo, o

pa

para

rama

magn

gnet

etis

ismo

mo da

da

molécula de oxigênio:

88

O

•• A

A m

moollééccuulla

a ddo

o O

O

₂₂

pela

TLV não seria

paramagnética!

Cada O na molécula do O Cada O na molécula do O₂₂

(33)

Princípios

Princípios básicos: T

básicos: TOM

OM

••

Os elétrons de valência são deslocalizados;Os elétrons de valência são deslocalizados;

••

TTodos oodos os elétrons de s elétrons de valência têm valência têm umauma influência na estabilidade da molécula influência na estabilidade da molécula

••

EEm m uumma a mmoo ccuu a a oos s ee ttrroonns s e e vvaa nncciia a ee cada átomo estão em orbitais moleculares cada átomo estão em orbitais moleculares que se espalham pela molécula inteira.

(34)

Princípios

Princípios básicos: T

básicos: TOM

OM

••

Dois orbitais atômicos se combinam paraDois orbitais atômicos se combinam para formar dois orbitais moleculares.

formar dois orbitais moleculares.

••

Ao formar estas orbitais moleculares, asAo formar estas orbitais moleculares, as

--interf

interferência construtiva oerência construtiva ou destrutiva.u destrutiva.

••

No primeiro caso, as intensidades das ondasNo primeiro caso, as intensidades das ondas adicionam-se, enquanto que no segundo,

adicionam-se, enquanto que no segundo, subtraem-se.

(35)

Princípios

Princípios básicos: T

básicos: TOM

OM

••

As orbitais moleculares em que a interferênciaAs orbitais moleculares em que a interferência é construtiva demoninam-se

é construtiva demoninam-se orbitaisorbitais moleculares li

moleculares ligantganteses, e contribuem para a, e contribuem para a ..

••

As orbitais moleculares em que aAs orbitais moleculares em que a

interferência é destrutiva denoninam-se interferência é destrutiva denoninam-se

orbitais moleculares antiligantes orbitais moleculares antiligantes, e, e

contribuem para o afastamento dos núcleos. contribuem para o afastamento dos núcleos.

(36)

Orbital molecular ligante

••

Quando Quando as as amplitudes amplitudes de de duas duas ondas ondas sãosão adicionadas o orbital molecular resultante adicionadas o orbital molecular resultante tem uma forma que concentra a densidade tem uma forma que concentra a densidade

..

••

Estabiliza a molécula.Estabiliza a molécula.

••

Ligação mais estável que os átomos isolados.Ligação mais estável que os átomos isolados.

(37)

Orbital molecular anti-ligante

••

A A densidade eletrônica densidade eletrônica máxima estmáxima está á forfora a dada região entre os núcleos.

região entre os núcleos.

••

Mantém os núcleos afastados.Mantém os núcleos afastados.

••

EEssttaa o o e e eenneerrggiia a mmaaiis s ee eevvaa o o qquue e ooss átomos isolados.

(38)

Formaç

(39)

Formaç

Formação da molécula

ão da molécula do H

do H

₂₂

σ∗

Anti-ligante

σ

(40)

Ordem de ligação

Para o H

₂₂

: : 2

2 –– 0

0 =

= 1

1 liliga

gaçã

ção

o si

simp

mple

less

22

(41)

Orbitais moleculares ligante e

anti-ligante

ligante

(42)

Orbitais moleculares ligante e

anti-ligante

ligante

(43)

Plano nodal

Região onde a

densidade

eletrônica é

nula.

(44)

Or

Orb

bttai

aiss p

pzz li

lig

gan

antte

e e

e an

anti

ti-l

-lig

igan

antte

e

σ∗

Anti-ligante

σ

(45)

Orbit

Orbitais

ais p

pxx lig

ligant

ante e

e e anti

anti-lig

-ligant

ante

e

π∗

Anti-ligante

π

(46)

Porque não existe molécula do He

₂₂

OL

OL para para o o HeHe₂₂: : 2 2 –– 2 2 = = 0 0 liligagaçãçãoo 22

(47)

Preenchiment

Preenchimento dos

o dos orbitais

orbitais

moleculares para B

₂₂

, C

₂₂

e N

₂₂

••

Os elétrons da camada de valência dos doisOs elétrons da camada de valência dos dois átomos são preenchidos por ordem crescente átomos são preenchidos por ordem crescente de energia no diagrama.

(48)

Moléculas de B

(49)

Preenchiment

Preenchimento dos

o dos orbitais

orbitais

moleculares para O

₂₂

, F

₂₂

e Ne

₂₂

Os elétrons da camada de valência dos dois

átomos são preenchidos por ordem crescente

de energia no diagrama.

(50)

Moléculas de O

(51)

Comparaç

Comparação entre as duas

ão entre as duas séries de

séries de

moléculas do segundo período

•

• O cO caráaráter ter s ds dos oos orbirbitaitaiss ππyy ee ππzz didimiminunui à mi à mededidida qua que ae a

carga cresce no período.

•

• MeMenonor car caráráteter sr s maiormaior energia do orbital.energia do orbital.

Moléculas de B

(52)

Comparação entre N

₂₂

e O

₂₂ O O₂₂éé paramagnético paramagnético N

(53)

Formaç

(54)

Aspectos comparativos entre

TLV e TOM

•

• TLTLVV

•• Orbitais Orbitais atômicos atômicos dede elétron

elétrons s desemparelhadosdesemparelhados da camada de valência se da camada de valência se sobrepõe. sobrepõe. •• • • TTOMOM

•• Orbitais atômicos não maisOrbitais atômicos não mais existem.

existem.

•• Dão origem a um novoDão origem a um novo

conjunto de energia (orbital conjunto de energia (orbital individualidade

individualidade

•• Região de sobreposiçãoRegião de sobreposição comum aos dois átomos. comum aos dois átomos.

•• Hibridização complementaHibridização complementa a TLV.

a TLV.

•• 2 2 orbitais orbitais atômicos atômicos dãodão origem a 2 orbitais origem a 2 orbitais moleculares, 1 ligante e moleculares, 1 ligante e outro anti-ligante. outro anti-ligante.

•• Todos os elétrons deTodos os elétrons de

valência participam para a valência participam para a estabilidad