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Mecânica Quântica • 1926 – Schrödinger, Heisenberg, Dirac • Base para o entendimento das ligações em moléculas • Elétrons têm propriedades de onda e partícula • Equação de onda: expressa matematicamente a • Equação de onda: expressa matematicamente a energia total do sistema • Soluções da eq. = funções de onda (Ψ) → diferentes estados para o elétron • Valores da eq. = + ou – (ou 0) → sinais de fase (onda) Orbitais Atômicos Ψ2 = probabilidade de encontrar o e- em um local no espaço Ψ2 alto = alta densidade eletrônicaΨ2 alto = alta densidade eletrônica Ψ2 em 3D = formas dos orbitais s, p, d • Orbital = região do espaço com alta probabilidade de encontrar o e- Orbital s Probabilidade de encontrar o e- = densidade de pontos Representação clássica (esfera) Orbital p l = 1, ml = (-1, 0, 1) Orbital d Orbitais Moleculares • Modelo de Lewis = aproximação da realidade (e- como partícula e não como onda) • Teoria do Orbital Molecular combina a tendência dos e- de preencherem seus octetos (modelo de Lewis) com suas propriedades de onda Formação da ligação H-H energia H H 2 átomos de H bem distantes H H repulsão 2 átomos de H bem próximos 0,74 A 0 H H H H H H (atração) H H + estável (ligação) distância internuclear comp. de ligação • Problema: considera o e- parado (contraria princípio da incerteza de Heisenberg) • Solução: modelo da mecânica quântica (orbitais)→ e- descritos em função de Ψ2(orbitais)→ e- descritos em função de Ψ2 • Explicação = interação (overlap) de orbitais atômicos⇒ orbitais moleculares Teoria do Orbital Molecular (TOM) Combinação linear de orbitais atômicos (CLOA) Ψ Ψ Ψ2 é grande entre os núcleos e- atraídos por ambos os núcleos ↑ overlap, mais forte a lig. covalente Explica porque H2+ não é tão estável e He2 não existe energia dos orbitais 3 x 2p3 x 2p = OA´s em A OA´s em B OM´s energia E = 0 2px 2pz2py menor E para ionizar átomo de C E para ionizar átomo de O maior E para ionizar átomo de F 2s OA´s para C 2px 2pz2py 2s OA´s para O 2px 2pz2py 2s OA´s para F ↑ Eletronegatividade, ↓ E OA σ∗ energia σ OM´s OA de elemento menos eletroneg. OA de elemento mais eletroneg. OA p no carb. A OA p no carb. B energia CC pi CC pi∗ C C C C OA p no C OA p no O energia CO pi CO pi∗ C O C O Orbitais de fronteira σ∗ energia LUMO HOMO = Highest Occupied Molecular Orbital LUMO = Lowest Unoccupied Molecular Orbital σ HOMO
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