LIGAÇÃO COVALENTE: TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA … · 2007-04-10 · TEORIA DA LIGAÇÃO DE...
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LIGAÇÃO COVALENTE: TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)
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LIGAÇÃO QUÍMICA
Principais Tipos de Ligação Química
Iônica Covalente Metálica
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E. Eletropositivo + E. Eletronegativo Iônica
E. Eletronegativo + E. Eletronegativo Covalente
E. Eletropositivo + E. Eletropositivo Metálica
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Ligação Covalente
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SOBREPOSIÇÃO ORBITAIS ATÔMICOS
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HB+ HA HBHA
Ligação Covalente
Atração recíproca dos dois núcleos pelos elétrons
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TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)
Linus Pauling
Prêmio Nobel:
Química e da Paz
The Nature of the Chemical Bond
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TLV
Sobreposição de Orbitais Atômicos Semi-Preenchidos
Elétrons de Valência Localizados Entre os Núcleos
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Exemplos H2 HF F2
Ligação Sigma
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Formação de Ligações Sigma
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Ligação π
Exemplo para N2
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Moléculas Multicêntricas
Como explicar: BF3, CH4, H2O, NH3, etc
?????????????????????????????????????
Linus Pauling: Hibridização
Mistura dos orbitais atômicos do átomo central (funções de onda)
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Linus Pauling: Hibridização
Mistura dos orbitais atômicos do átomo central (funções de onda)
Novo conjunto de orbitais (híbridos)
Nova orientação/Nova Energia
Maior região de sobreposição orbital
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Hibridização sp
Molécula BeH2
BeH H
180º
Be: 1s2 2s2
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2s + 2p
sp
spBe:
Orbitais: pex; 2py e 2pz inalterados
1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
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Combinação de 1 orbital s com 1 orbital p
2 Orbitais híbridos sp
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Hibridização sp
Formação de dois orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp
BeH2Linear
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F
F F
Boron configuration↑↑↓↑↓
2p2s1s•• ••••••
••
•• ••
••••
B
Triangular Planar ângulo: 120º
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Hibridização sp2
2s + 2px + 2py
sp2B:
Orbital: pex; 2pz inalterado
sp2
sp2
1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
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Combinação de 1 orbital s com 2 orbitais p
3 Orbitais híbridos sp2
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Hibridização sp2
Formação de três orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp2
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Hibridização sp3
109o109o
1s2 2s2 2p
Configuração do C
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2s + 2px + 2py + 2pz
sp3C:
sp3
sp3
Hibridização sp3
sp3
1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
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Combinação de 1 orbital s com 3
orbitais p
3 Orbitais híbridos sp3
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Hibridização sp3
Formação de quatro orbitais SEMI-PREENCHIDOS sp3
109o109o
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Hibridização sp3
NH3
Posição dos Átomos: Geometria Piramidal
HH
H
lone pair of electronsin tetrahedral positio
N
Par de elétrons livres na posição tetraédrica
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1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
Configuração do N
Gera orbital híbrido com par de elétrons
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Formação de moléculas com dois ou mais centros “hibridizados”
Exemplos:
C2H6
C2H4
C2H2
Implicações estruturais
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Hibridização e Formação de Ligações
Múltiplas (π)C2H4
C
H
H
H
H
sp2120Þ C
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Cada átomo de carbono hibridização sp2
1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
Orbital inalterado para formação da
ligação Pi
3 orbitais híbridos sp2, disponíveis para formar
ligações sigma
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=C
=H
C1-H C2-HC1-C2
C1-H C2-HC1-C2
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Ligações Múltiplas: Ausência de livre rotação
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Restrição Energética da Rotação
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NH Proteína
N
H
Proteína
hν
Rodopsina
(Cis-retinal)
Meta-Rodopsina
(Trans-retinal)
Mecanismo da Visão
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Z
NNhν
hν
/Δ
E
N N
ISOMER DISTANCE (Α) DIPOLE MOMENT (D)
E 9,0 ZERO
Z 5,5 3,0
o
Large Structural Rearrangement
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hν1
hν2
hν1
hν2
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hν
Photoactive Dendrimers as Hosts
Eosin Y
-O O
CO2-
O
Br
BrBr
BrH
HHH
=
J. Am. Chem. Soc. 120, 12187 (1998) A. Archut, F. Vögtle, L. De Cola, G.C. Azzellini and V. Balzani
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O
N
N
N
N
NO2
O2N
O
N
N
NN
N
N
N
N
Si
O
N
N
N
NO2
O
N
N
NN
N
N
N
N
Siλ = 410 nm
Δ (slow conversion) orλ = 675 nm (fast conversion)
1-Z1-E
N
NO2
Photoswitch Systems
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C2H2:Cada átomo de carbono hibridização sp
1s2 2s2 2p
Rearranjo eletrônico
Orbitais inalterados para formação da
ligação Pi
2 orbitais híbridos sp, disponíveis para formar
ligações sigma
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Formação de Ligações σ e π no C2H2