Qui143 aula 3 ligação química
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Universidade Federal de Minas GeraisInstituto de Ciências ExatasDepartamento de Química
Ligação Química: Teoria de Ligação Ligação Química: Teoria de Ligação de Valência (TLV)de Valência (TLV)
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de Valência (TLV)de Valência (TLV)
Prof. Gilson de Freitas Silva
Teoria de Ligação de Valência – TLV
� A TLV foi a primeira descrição da ligação covalente em
termos de orbitais atômicos: W. Heitler, F. London, J. Slater, L.
Pauling.
� É um modelo baseado na mecânica quântica e ultrapassa a
Teoria de Lewis e o modelo RPECV. A partir dele pode-se
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Teoria de Lewis e o modelo RPECV. A partir dele pode-se
determinar os ângulos de ligação e o comprimento da ligação
química.
superposição de ondas em fase interferência construtiva
� Uma propriedade importante das ondas: interferência
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superposição de ondas em fase interferência construtiva
superposição de ondas fora de fase interferência destrutiva
� 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 por
φA(2)φB(1), ocorrendo um aumento da amplitude da função
de onda na região internuclear .
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de onda na região internuclear .
Combinação linear de orbitais atômicos
� Representação da formação da ligação σ para o H2
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� A força da ligação é proporcional à superposição dos orbitais atômicos.
Em consequência, os átomos na molécula tendem a ocupar uma posição
em que haja um máximo de superposição entre os orbitais.
� Representação da formação da ligação σ para o H2
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� Uma ligação σ tem uma simetria cilíndrica ao redor do eixo
internuclear (eixo z), e os elétrons têm um momento angular orbital zero
sobre aquele eixo.
� Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π.
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� Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π.
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� Moléculas diatômicas homonucleares: ligações σ e π.
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� Quais orbitais podem formar ligações do tipo π?
� Moléculas diatômicas heteronucleares: ligações σ.
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Formação de Orbitais Híbridos – Hibridação
� Orbitais híbridos: são formados pela associação de dois ou
mais orbitais atômicos, e possuem propriedades direcionais
diferentes das dos orbitais atômicos dos quais eles foram
formados.
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Era necessário para explicar a geometria
associada às diferentes moléculas.
� Moléculas polinucleares: orbitais híbridos.
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Representação dos orbitais atômicos s e p.
Linus Pauling – Hibridação
Mistura (combinação linear) de orbitais atômicos (funções de
onda) do átomo central.
Novo conjunto de orbitais
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Novo conjunto de orbitais
Alteração da orientação / Alteração da energia
Maior região de sobreposição dos orbitais.
Formação de orbitais híbridos: sp (BeCl2)
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(a) Função de onda radial para os orbitais 2s (ψ2s) e 2p (ψ2p). (b) Função de onda radial para o orbital híbrido
sp. (c) Forma dos orbitais 2s e 2p, indicada pelo contorno. (d) Forma do orbital híbrido sp indicada pelo
mesmo contorno. (e) Representação simplificada do orbital híbrido sp.
Hibridaçãoarranjo linear
� Representação para formação dos orbitais híbridos sp.
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Hibridação
Orbitais em um átomo isolado
Orbitais híbridos em uma molécula
� Representação para formação dos orbitais híbridos sp 2.
Hibridação
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Hibridação
arranjo trigonal plano
Orbitais em um átomo isolado
Orbitais híbridos em uma molécula
� Representação para formação dos orbitais híbridos sp 3.
Hibridação
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Hibridação
arranjo tetraédrico
Orbitais em um átomo isolado
Orbitais híbridos em uma molécula
(a)
(b)
Representação Geométrica de Orbitais Híbridos
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(c)
(a) Orbitais híbridos sp são direcionados opostamente ao longo do mesmo eixo. (b) Orbitais híbridos sp2
apontam ao longo de 3 eixos em um mesmo plano (120o). (c) Orbitais híbridos sp3 apontam para os vértices
de um tetraedro regular (109,5o).
� Diagrama de densidade para os orbitais híbridos sp, sp2 e sp3
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sp sp2 sp3
� Representação da formação dos orbitais híbridos sp 3d.
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� Representação da formação dos orbitais híbridos sp 3d2.
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� Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas
(eteno, C2H4).
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� Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas
(acetileno, C2H2).
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� Formação de ligações σ e π em moléculas poliatômicas
(formaldeído, HCHO).
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� Ressonância: deslocalização de elétrons (o benzeno).
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� Ressonância: deslocalização de elétrons (o íon NO3‒).
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