Aula 19 - Moléculas Diatômicas

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Tratamento Quântico de Moléculas Diatômicas
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Moléculas Diatômicas
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Construção do Hamiltoniano
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Construção do Hamiltoniano
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Aproximação de Born-Oppenheimer
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Aplicação da Aproximação de Born-Oppenheimer
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Superfície de Energia Potencial
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Superfície de Energia Potencial
A aproximação de Born-Oppenheimer acaba por ter uma importante consequência na relação da química com a mecânica quântica. 
Temos o costume de pensar em moléculas em termos de organização precisa dos núcleos, enquanto os elétrons se distribuem em torno dos mesmos. A partir desta aproximação que discutimos, o que fazemos é estudar, inicialmente, o sistema eletrônico em relação a uma determinada organização dos núcleos. 
Desse ponto de vista, conservamos a noção de estrutura molecular de um sistema, uma vez que pensamos na organização dos núcleos estaticamente em relação a estrutura química formada pelos elétrons. Uma vez que obtemos a função de onda para a parte nuclear, por exemplo, passamos a ter uma função que descreve a organização dos núcleos e perdemos esta noção comum na química.
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Íon Molecular de Hidrogênio 
Íon Molecular de Hidrogênio 
Equação de Schroedinger
Propriedades da Solução
Propriedades da Solução
Propriedades da Solução
Na figura ao lado temos a representação de duas funções de onda de diferentes simetrias em relação ao eixo de inversão para representar o que discutimos.
Propriedades da Solução
Molécula de Hidrogênio 
Molécula de Hidrogênio
Aplicando a Aproximação de Born-Oppenheimer
Aplicando na Equação de Schroedinger
Método Variacional
Forma da Função de Onda
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Método de Hartree-Fock
Densidade de Probabilidade
Diagramas de Contorno
Fazendo uso do diagrama de contorno dos orbitais, a presença do nó fica bem mais visível, evidenciando a maior energia deste orbital molecular.
Desta maneira, os orbitais moleculares são classificados, em relação a modificação da densidade de probabilidade:
LIGANTES, quando a combinação representa um aumento;
ANTI-LIGANTES, quando a combinação representa uma redução (ou um nó);
Diagramas de Orbitais Moleculares
Aula 19
Moléculas Diatômicas
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Forma da Função de Onda
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Diagramas de Orbitais Moleculares
Forma da Função de Onda
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Combinação Linear de Orbitais Atômicos (LCAO)
Diagramas de Contorno
Diagramas de Orbitais Moleculares
Diagrama de Orbitais Moleculares
Moléculas Diatômicas Homonucleares
Moléculas Diatômicas Heteronucleares
Em moléculas diatômicas heteronucleares, a principal diferença que teremos é a ausência da simetria em relação ao eixo de inversão. É fácil entender que isto ocorre pois, como os dois átomos são diferentes, não faz sentido uma projeção desse tipo.
Na figura abaixo, temos a representação do diagrama de orbitais moleculares do estado fundamental da molécula de NO.
Conclusões da aula de hoje
Conclusões
Na aula de hoje encerramos o estudo de moléculas sob o ponto de vista da mecânica quântica, avaliando moléculas diatômicas, em geral.
Vimos as particularidades das soluções para este tipo de problema e as principais características e interpretações dos diagramas de contorno e diagramas de energia dos orbitais moleculares.
Próximas aulas
Próximas aulas
A próxima aula será reservada para tirar dúvidas para a prova. 
Até a próxima aula!