AULA teoria do orbital molecular

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TEORIA DOS ORBITAIS 
MOLECULARES -TOM
TEORIA DOS ORBITAIS MOLECULARES - TOM
CARACTERISTICAS DOS ORBITAIS 
MOLECULARES - OM
-Podem ser construídos como uma combinação linear
de OA (CLOA).
- Energias definidas.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada OM pode ser
ocupado por até dois elétrons.
-Se dois elétrons estão presentes, então seus spins
devem estar emparelhados (↑↓).
-Quando dois OA equivalentes se combinam (Ex: 1s +
1s), eles sempre produzem um orbital ligante e um
antiligante.
Formação de OMs ligante antiligante pela 
adição e subtração de OAs
Sobreposição de função de onda... 
Orbitais moleculares
Combinação de 2 OAs 1s para formar 2 OMs
σs*
OM formado pela 
subtração das 
funções de onda.
σs
OM formado pela
adição das 
funções de onda 
de dois orbitais s.
Representação dos 3 orbitais px, py e pz
A combinação de dois orbitais p pode produzir resultados
diferentes, dependendo de quais orbitais p são usados.
Combinação de 2 OAs px para formar 2 OMs
Dois OAs 2px se sobrepõem formando um OM ligante (σx) e
um OM antiligante (σx*). Esses orbitais também são
classificados como σ porque são simétricos ao redor do eixo
de ligação. O índice subscrito x é usado para indicar que
eles originaram de orbitais px.
Formação de OMs 
Quando dois OAs 2py (ou 2 OAs 2pz) se sobrepõem
através do eixo X, para formar 2 OMs, eles o fazem lado
a lado, formando OMs y e y* (z e z* ).
.
Energias relativas dos OMs x, y e z
Molécula diatômica homonuclear
A energia do orbital molecular antiligante é 
sempre maior do que a do orbital ligante.
Preenchimento dos orbitais moleculares
Na distribuição eletrônica, os elétrons são
adicionados a partir da base do diagrama para cima,
para os orbitais de maior energia.
A molécula mais simples é a de H2.
Os dois elétrons 1s vão constituir um par (de spins
opostos) no orbital σs (ligante) da molécula. Este par
constitui uma ligação simples. A configuração
eletrônica da molécula de hidrogênio pode ser escrita
como (σs)2.
Diagrama de níveis de energia de OMs da 
molécula de H2
Energia de orbitais atômicos 1s em átomos de hidrogênio e dos
orbitais moleculares r resultantes (ligante e antiligante)
Diagrama de níveis de energia de OMs da 
molécula de He2
A molécula de
He2
pode existir ???
A molécula de He2 pode existir?
A configuração eletrônica no estado
fundamental na molécula de He2 deveria ser
(σs)2 (σs*)2.
Devido ao fato de que σs* (antiligante) está
agora preenchido e seu efeito desestabilizador
cancela o efeito estabilizador do orbital σs, não
há força de atração entre os átomos de hélio
devido ao número igual de elétrons ligantes e
antiligantes e, assim, a molécula de He2 não
existe.
Ordem de Ligação (OL) na TOM
Diagrama de níveis de energia do OM para H2 e de He2.
OL He2 = 2 – 2 = 0
2
OL H2 = 2 – 0 = 1
2
Fornece o real número de ligações entre duas espécies
químicas dentro do formalismo da teoria dos orbitais
moleculares. Quanto maior a ordem de ligação mais
fortemente estas espécies estão unidas.
O.L=1/2[(elétrons OMLigante – elétrons OM
*
não ligante)]
Moléculas diatômicas do segundo período
-Moléculas diatômicas homonucleares (Li2 e Be2).
-Após o preenchimento completo de 2 OMs s formados a 
partir dos orbitais 1s, passa-se para os 2 OMs formados 
a partir dos orbitais 2s.
configuração de Li2 pode 
ser escrita como: K K (σs)2
Preenchimento do diagrama de OM para Li2.
OL Li2 = 4 – 2 = 1
2
Moléculas diatômicas do segundo período
Be2 – 8 elétrons
Situação semelhante à do He2
OL = zero: 
Be2 nãoexiste
Preenchimento do diagrama de OM para Be2.
OL Be2 = 4 – 4 = 0
2
Demais moléculas diatômicas homonucleares 
do segundo período
Sequência: B2, C2, N2, O2, F2, Ne2 .
OMs: orbitais σ e π (ligantes e antiligantes).
Dificuldade:
B2 ao N2: energia relativa dos orbitais πy e πz < σx.
O2 até Ne2: energia relativa dos orbitais πy e πz > σx .
Mudança na sequência de energias dos OMs entre N2 e O2: 
πy e πz têm algum caráter s. O caráter s nesses orbitais 
decresce à medida que a carga cresce no período. Por causa 
disso a energia de σs fica abaixo da energia de πy e πz noO2.
Energias dos OMs para 
O2 F2 e Ne2
Energia orbitais πy e πz >σx
Energias dos OMs para 
B2 C2 e N2
Energia orbitais πy e πz <σx
N2
O.L= ½(10-4)=3 (Favorável)
O2
O.L= ½(10-6)=2 (Favorável)