Qui143 aula 3 ligação química

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Qui143 aula 3 ligação química

  1. 1. Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de QuímicaLigação Química: Teoria de Ligação de Valência (TLV) Prof. Gilson de Freitas Silva 1
  2. 2. Teoria de Ligação de Valência – TLV A TLV foi a primeira descrição da ligação covalente emtermos de orbitais atômicos: W. Heitler, F. London, J. Slater, L.Pauling. É um modelo baseado na mecânica quântica e ultrapassa aTeoria de Lewis e o modelo RPECV. A partir dele pode-sedeterminar os ângulos de ligação e o comprimento da ligaçãoquímica. 2
  3. 3. Uma propriedade importante das ondas: interferência superposição de ondas em fase interferência construtivasuperposição de ondas fora de fase interferência destrutiva 3
  4. 4. Considerando a formação da molécula de hidrogênio (H2) Função de onda: ψ = φA(1)φB(2) + φA(2)φB(1) Significado: a onda representada pelo termo φA(1)φB(2)interfere construtivamente com a onda representada porφA(2)φB(1), ocorrendo um aumento da amplitude da funçãode onda na região internuclear. Combinação linear de orbitais atômicos 4
  5. 5. Representação da formação da ligação σ para o H2 A força da ligação é proporcional à superposição dos orbitais atômicos.Em consequência, os átomos na molécula tendem a ocupar uma posiçãoem que haja um máximo de superposição entre os orbitais. 5
  6. 6. Representação da formação da ligação σ para o H2 Uma ligação σ tem uma simetria cilíndrica ao redor do eixointernuclear (eixo z), e os elétrons têm um momento angular orbital zerosobre aquele eixo. 6
  7. 7. Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π. 7
  8. 8. Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π. 8
  9. 9. Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π.Quais orbitais podem formar ligações do tipo π? 9
  10. 10. Moléculas diatômicas heteronucleares: ligações σ. 10
  11. 11. Formação de Orbitais Híbridos – Hibridação Orbitais híbridos: são formados pela associação de dois oumais orbitais atômicos, e possuem propriedades direcionaisdiferentes das dos orbitais atômicos dos quais eles foramformados. Era necessário para explicar a geometria associada às diferentes moléculas. 11
  12. 12. Moléculas polinucleares: orbitais híbridos. Representação dos orbitais atômicos s e p. 12
  13. 13. Linus Pauling – HibridaçãoMistura (combinação linear) de orbitais atômicos (funções de onda) do átomo central. Novo conjunto de orbitais Alteração da orientação / Alteração da energia Maior região de sobreposição dos orbitais. 13
  14. 14. Formação de orbitais híbridos: sp (BeCl2)(a) Função de onda radial para os orbitais 2s (ψ2s) e 2p (ψ2p). (b) Função de onda radial para o orbital híbridosp. (c) Forma dos orbitais 2s e 2p, indicada pelo contorno. (d) Forma do orbital híbrido sp indicada pelomesmo contorno. (e) Representação simplificada do orbital híbrido sp. 14
  15. 15. Representação para formação dos orbitais híbridos sp. arranjo Hibridação linear Hibridação Orbitais em um átomo Orbitais híbridos em isolado uma molécula 15
  16. 16. Representação para formação dos orbitais híbridos sp2. Hibridação arranjo trigonal plano Hibridação Orbitais em um átomo Orbitais híbridos em isolado uma molécula 16
  17. 17. Representação para formação dos orbitais híbridos sp3. Hibridação arranjo tetraédrico Hibridação Orbitais em um Orbitais híbridos em átomo isolado uma molécula 17
  18. 18. Representação Geométrica de Orbitais Híbridos (a) (b) (c)(a) Orbitais híbridos sp são direcionados opostamente ao longo do mesmo eixo. (b) Orbitais híbridos sp2apontam ao longo de 3 eixos em um mesmo plano (120o). (c) Orbitais híbridos sp3 apontam para os vérticesde um tetraedro regular (109,5o). 18
  19. 19. Diagrama de densidade para os orbitais híbridos sp, sp2 e sp3 sp sp2 sp3 19
  20. 20. Representação da formação dos orbitais híbridos sp3d. 20
  21. 21. Representação da formação dos orbitais híbridos sp3d2. 21
  22. 22. 22
  23. 23. Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas(eteno, C2H4). 23
  24. 24. Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas(acetileno, C2H2). 24
  25. 25. Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas(formaldeído, HCHO). 25
  26. 26. Ressonância: deslocalização de elétrons (o benzeno). 26
  27. 27. Ressonância: deslocalização de elétrons (o íon NO3‒). 27

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