Química Orgânica I - Teoria do Orbital Molecular

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Profª.: Anne Caroline Candido 
Química Orgânica I
Aula 1: Teoria do Orbital Molecular
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Para responder tais questões é necessário entender como os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo, tanto espacialmente quanto energeticamente.
Um átomo doa, aceita ou compartilha elétrons para preencher sua camada de valência ou atingir oito elétrons nesta camada.
Teoria de Lewis  Regra do Octeto
Por que os átomos fazem ligações?
Por que algumas ligações químicas são mais fortes que outras?
Como são as ligações múltiplas?
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De acordo com esta teoria, o movimento do elétron ao redor do núcleo é expresso em forma de equações, que são similares à equação de onda.
As soluções destas equações são os ORBITAIS ATÔMICOS (funções de onda Ψ)  região tridimensional ao redor do núcleo onde é alta a probabilidade de se encontrar um elétron.
Segundo o Princípio da incerteza de Heisenberg, não é possível determinar precisamente onde um elétron está, pode-se apenas descrever sua provável localização.
O formato do orbital depende da energia do elétron.
Década de 20  Teoria da Mecânica Quântica - Heisenberg, Schrodinger e Dirac 
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Elétron: dualidade partícula/onda
Nodo  consequência das propriedades de onda de um életron
Interação em fase
Interação fora de fase
Orbitais Atômicos – Orbital s
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Quando se diz que um elétron ocupa um orbital 1s significa que existe uma probabilidade maior que 90% de se encontrar este elétron no espaço delimitado pela esfera.
A solução da equação de onda de mais baixa energia é chamada de orbital 1s  orbital esférico e simétrico
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Orbitais Atômicos – Orbital s
Orbital 2s  nível mais energético do que o orbital 1s
Um elétron de um orbital 2s pode ser encontrado em qualquer parte da esfera, exceto no nodo.
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Orbitais Atômicos – Orbital p
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Orbitais Atômicos – Orbital p
Configurações Eletrônicas
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Teoria do Orbital Molecular
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Teoria do Orbital Molecular
Teoria do Orbital Molecular
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Teoria do Orbital Molecular
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Teoria do Orbital Molecular
Ex.: Se a molécula de H2 for exposta à energia UV, o que acontece?
R.: Rompimento da ligação H-H
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X
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Teoria do Orbital Molecular
Teoria do Orbital Molecular – Orbital p
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Orbitais p podem se sobrepor frontalmente ou lado-a-lado.
Orbitais p em fase ao se sobreporem frontalmente formam um orbital molecular ligante σ. E se estiverem fora de fase, geram um orbital molecular antiligante σ*.
A densidade eletrônica do orbital molecular σ ligante está concentrada entre os núcleos, o que torna os lobos que não estão sobrepostos bem menores. Enquanto que não há densidade eletrônica entre os núcleos do orbital molecular σ*. 
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Teoria do Orbital Molecular – Orbital p
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Teoria do Orbital Molecular – Orbital p
A sobreposição de orbitais é muito maior quando ocorre frontalmente do que lado-a-lado. Portanto, a ligação formada pela sobreposição frontal (σ) é muito mais forte do que a ligação formada pela sobreposição de orbitais p lado-a-lado (π).
Um orbital molecular ligante σ é muito mais estável do que um orbital molecular π.
Teoria do Orbital Molecular- Orbital p
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A combinação de orbitais atômicos de átomos diferentes para a formação de orbitais moleculares ocorre de forma não-simétrica.
O orbital atômico do átomo mais eletronegativo contribui mais para o orbital molecular ligante, enquanto que o orbital atômico do átomo menos eletronegativo contribui melhor para o orbital molecular não-ligante.
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Teoria do Orbital Molecular- Orbital p
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σ , σ*, π , π* ?
Orbitais Híbridos
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Obs.: A dissociação de uma ligação C-H é 105 kcal/mol.
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Orbital Híbrido – sp3
Orbital sp3
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Orbital sp3
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Orbital sp3
Orbital sp2
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Ex.: Eteno
Para se ligar a 3 átomos, cada C hibridiza 3 orbitais atômicos, formando 3 orbitais moleculares degenerados sp2 e 1 orbital p.
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Orbital sp2
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Orbital sp2
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Força da ligação
~ 33% caráter s
Orbital sp
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Orbital sp
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 200 kcal/mol
Cátion CH3+
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Radical CH3.
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Ânion CH3-
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Hibridização de outros átomos
H2O
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H2O
NH3
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NH3
NH4+
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Qual a hibridização destes átomos ?
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Resumo
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Resumo
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Resumo
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Haletos de Hidrogênio
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Como a TOM explica a estabilidade das moléculas ?
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Ex.: Eteno
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HOMO
LUMO
HOMO e LUMO
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Bons estudos !!!
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