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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