FQO Aula 4 Carlos Kleber

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Fatores que afetam o grau de 
interação entre orbitais
• Orbitais com energias semelhantes interagem
melhor
• Interação entre orbitais p é melhor na ligação σ
do que na pido que na pi
• Melhor interação entre orbitais do mesmo
tamanho (2p – 2p melhor do que 2p – 4p)
interação 
eficiente
interação 
ineficiente
• Dois orbitais atômicos devem ter simetria
apropriada para combinarem
• Orbitais ortogonais não combinam entre si
py e pz py e px
p e s
p + s
Orbitais hibridizados
C
H
H
H
H
109,5º
CH4 Ligações idênticas
1s2 2s2 2p2
promoção (requer energia), p > s
s px py pz
s px py pz
2 ligações (não formaria octeto)
s px py pz
s px py pz
 promoção
96 kcal/mol
 4 x 104 = 
416 kcal/mol
320 kcal/mol
Energia
potencial
4 ligações covalentes
320 kcal/mol
2 ligações (2 x 104 = 208 kcal/mol)
 diferença > 100 kcal/mol
• Ligações idênticas:
Comprimento = 1,10 Å
Energia de dissociação (D) = 104 kcal/mol
⇒ Orbitais hibridizados (mistos) – Linus Pauling (1931)
• 1s + 3p = sp3
• (1/4 s + ¾ p) = 25% s + 75% p
4 sp3
s px py pz
hibridização
sp3 sp3 sp3 sp3
Orbitais degenerados
(mesma energia)
H
H
H
H
sp3 - s
Carbono tetraédrico (109,5º)
H
Teoria explica porque ligações são idênticas
C C
H
H
H
H
Etano: CH3CH3
1,54 Å
109,6ºC CH
H
H
H
sp3 – sp3
sp3 – s
109,6º
Rotação livre em torno da ligação C-C
• Dupla ligação:
H2C=CH2 (etileno) – 3 átomos e 3 orbitais
s p p p sp2 sp2 sp2 ps px py pz
hibridização
sp2 sp2 sp2 pz
• 1s + 2p = sp2
• (1/3 s + 2/3 p) = 33% s + 67% p
H H
H
C C
H
sp2 – sp2
sp2 – s H
H
sp2 – s
Carbono trigonal
3 sp2, p
C C
HH
H H
Ligação pi
↑
Alta barreira
torcional
2 orbitais p não hibridizados 
perpendiculares ao plano σ
Ligação dupla é mais forte e menor que ligação simples
C=C: 152 kcal/mol; 1,33 Å
C-C: 88 kcal/mol; 1,54 Å
• Acetileno C CH H
s px py pz
hibridização
sp sp py pz
• 1s + 1p = sp
• (1/2 s + 1/2 p) = 50% s + 50% p
H HC C
sp – spsp – s
1 ligação σ + 2 ligações pi
Orbitais p não hibridizados
Ligação tripla é mais forte e menor que ligação dupla:
C≡C: 200 kcal/mol; 1,20 Å
Orbitais p não hibridizados
Cátion metila (+CH3):
CH
H
H
sp2 - s
orbital p vazio
carbocátion
H
Radical metila (•CH3):
CH
H
H
sp2 - s
orbital p com
1 elétron
Ânion metila (-CH3):
C
H H
sp3 - s
par de elétrons
livres (sp3)
H H
H
s px py pz
hibridização
sp3 sp3 sp3 sp3
não necessita de
H
O
H (2 ligações covalentes)
não necessita de
promoção
Problemas:
• 2 pares de elétrons quimicamente idênticos (orbitais
idênticos)
• Se o oxigênio usasse o orbital p, o ângulo entre as
ligações seria de 90º
• Explicação: orbitais hibridizados
O H
sp3 sp3 - s
O
H
H
104,5º
NH3:
s px py pz
hibridização
sp3 sp3 sp3 sp3
não necessita de
sp3
N
H
H
H 107,3º
sp3 - s
N
H
H
H
H
109,5º
não necessita de
promoção
Exercícios
• Desenhe a forma geométrica e dê a
hibridização das seguintes moléculas:
CH NH , (Me) C=NNH , CH CN, CH OH,CH3NH2, (Me)2C=NNH2, CH3CN, CH3OH,
CH3CO2H, CO2, BH3.