Teoria da Ligação de Valência - Prof. Marcelo Pedroso

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Ligações Químicas
Teoria da Ligação de Valência
Marcelo Pedroso
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Santa Maria
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A teoria da ligação de valência descreve a ligação covalente em termos da superposição dos orbitais atômicos dos átomos envolvidos na ligação química
A ligação química se forma quando a energia potencial do sistema (átomos que participam da ligação) atinge um ponto mínimo. 
Na distância que leva a esse mínimo de energia, ocorre uma superposição de orbitais entre os átomos que participam dessa ligação. 
Essa superposição permite que dois e- de spins contrários compartilhem um espaço comum entre os núcleos, formando uma ligação covalente.
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H – conf. Elet = 1s2
Cl – conf. Elet – [Ne] 3s2 3p5
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Molécula de H2S
S – 2 e- desemparelhados  2 ligações covalentes
H – 1 e- desemparelhado  1 ligação covalente
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Molécula de H2S
Superposição de orbitais
Qual a geometria?
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Molécula de PH3
P – 3 e- desemparelhados  3 ligações covalentes
H – 1 e- desemparelhado  1 ligação covalente
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Molécula de PH3
Superposição de orbitais
Qual a geometria?
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Molécula de CH4
Configuração do C no estado fundamental: [He] 2s2 2p2
 Configuração do H no estado fundamental: 1s1
H – 1 e- desemparelhado  1 ligação covalente
C – 2 e- desemparelhados  4 ligações covalentes?????!!!!
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Molécula de CH4
Segundo a Teoria da Ligação de Valência é necessário desemparelhar um dos e- 2s para que quatro e- do carbono possam ser compartilhados
O gasto energético para a promoção é compensado pelas 4 ligações formadas
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Molécula de CH4
Como superpor os e- 1s? 
3 ligações com ângulos de 90°
CH4 – tetraédrico, ângulos de ligação de 109,5° !!!
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Hibridização de orbitais
Hibridização
Orbitais híbridos
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Hibridização de orbitais
Hibridização
Os orbitais atômicos são combinados para gerar 4 orbitais sp3
Os quais são representados como
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Molécula de CH4
Em termos energéticos, os orbitais híbridos tem energia intermediária aos orbitais atômicos que lhes deram origem, e são degenerados.
Com a superposição dos orbitais, temos...
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Molécula de NH3 e H2O
Hibridização sp3 
Orbitais híbridos são equivalentes mas são orientados em direções diferentes
Alguns orbitais híbridos podem conter pares de e- não-ligantes
107°
104,5°
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Hibridização sp2
O boro na molécula de BF3 apresenta hibridização sp2
Orbital p vazio
3 orbitais atômicos se combinam para formar 3 orbitais híbridos
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Hibridização sp2
As 3 ligações covalentes do BF3 são formadas pela superposição dos orbitais híbridos sp2 do B com os orbitais 2p do F
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Hibridização sp
O Be na molécula de BeF2 tem hibridização sp
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Hibridização sp
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Hibridização sp
Superposição dos orbitais híbridos sp do Be com os orbitais atômicos 2p do F
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Hibridização em elementos a partir do terceiro período
Configuração eletrônica do fósforo [Ne] 3s2 3p3 
Para a formação do PCl5 é necessária a utilização de um orbital 3d
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Excitação 
5 orbitais desemparelhados 
Hibridização sp3d
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Hibridização sp3d2
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Em resumo.....
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Indique a hibridização dos orbitais do átomo central em cada um dos seguintes compostos: NH2-, SF4, SO32-, SF6
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Ligações múltiplas
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Em todas a ligações covalentes que consideramos até o momento a densidade eletrônica fica localizada ao longo da linha que une os dois núcleos
Ligação sigma (s)
Todas a ligações simples são ligações s 
Ela ocorre tanto entre átomos com orbitais atômicos como com orbitais híbridos
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Superposição entre orbitais s  H2
Superposição entre orbitais p  Cl2
Superposição entre orbitais s e p  HCl
Superposição entre orbitais atômicos e híbridos  BeF2
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Em ligações múltiplas ocorre um tipo diferente de ligação, onde ocorre uma superposição lateral de orbitais p
Ligação pi (p)
É uma ligação covalente onde a superposição ocorre perpendicularmente acima e abaixo do eixo internuclear
Há um plano nodal no eixo internuclear
Devido à superposição lateral ser menor que nas ligações s, as ligações p são geralmente mais fracas
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Ligações múltiplas são formadas por ligações s e ligações p
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Ligações duplas e triplas
eteno
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Ligações duplas e triplas - eteno
3 orbitais híbridos sp2 e um orbital p puro
Uma ligação s (sp2-sp2)
Duas ligações s (s-sp2)
Três ligações s
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Ligações duplas e triplas - eteno
3 orbitais híbridos sp2 e um orbital p puro
Uma ligação p
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Ligações duplas e triplas - eteno
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Ligações duplas e triplas - etino
Geometria linear  hibridização C - sp
Dois orbitais sp e dois orbitais p puros em cada carbono, dispostos em ângulos retos entre si
Uma ligação s (sp-sp)
Uma ligação s (s-sp)
Duas ligações p (p-p)
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Deslocalização de elétrons
As ligações p do benzeno não podem ser escritas localizadas, pois ele apresenta duas estruturas de ressonância 
A figura c ilustra ambas estruturas de ressonância, onde os seis e- p estão espalhados por todo o anel.
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Isomerismo cis-trans
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Quais das seguintes moléculas ou íons exibirão ligações deslocalizadas: SO3, SO32-, H2CO, O3, ou NH4?
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Desenhe a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas e determine seu arranjo e sua geometria molecular: 
H3O+ ;SCN- ;CS2 ;BrO3- ;SeF4;ICl4-
Dê o arranjo e a geometria molecular para as seguintes moléculas e íons:
N2O (N central);SO3 ;PCl3 ;NH4Cl ;BrF5 ;KrF2
Descreva a estrutura da molécula de subóxido de carbono, C3O2, em termos de orbitais híbridos, ângulos de ligação e ligações s e p. Os átomos estão dispostos na ordem OCCCO.