Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Exatas e da Natureza

Departamento de Química Disciplina: Química Geral

Teoria dos Orbitais Moleculares

Curso: Tecnologia em Produção Sucroalcooleira Professora: Liliana Lira Pontes

Semestre 2012.1

Paramagnetismo do O2

Teoria da Ligação de Valência (TLV)versus Teoria do Orbital Molecular(TOM)

TLV: os elétrons,em uma ligação, estão localizados entre os dois

átomos ligados;

TOM: os elétrons

pertencem à molécula como um todo, ficam em

orbitais (ORBITAIS MOLECULARES)

Orbitais Moleculares: construídos a

partir da adição conjunta (superposição) de orbitais atômicos pertencentes à camada de valência dos átomos presentes na molécula.

Ψ = ψA1s + ψB1s

Combinação Linear de orbitais atômicos – LCAO - MO

Combinação de Orbitais Atômicos resultando em diminuição de energia total – Orbital Ligante

Ex:H2

Orbitais Moleculares

AO- ondas centradas

Ψ = ψA1s - ψB1s

Combinação de Orbitais Atômicos resultando em aumento de energia total – Orbital

Antiligante

Orbitais moleculares são formados por combinação de orbitais atômicos: quando os orbitais atômicos interferem

construtivamente, há o surgimento de orbitais ligantes; quando interferem destrutivamente, originam orbitais

antiligante. N orbitais atômicos combinam-se para dar N orbitais moleculares

A energia relativa entre o orbital atômico original e os orbitais moleculares ligante e antiligante são representados na forma de diagramas de níveis de energia do orbital molecular

Passo1: considerar todos os orbitais moleculares possíveis de serem formados a partir das bandas de valência dos orbitais atômicos disponíveis; Passo 2: os elétrons são acomodados inicialmente no orbital molecular de mais baixa energia, e depois em níveis de energia maior; Passo 3: Pauli - cada orbital acomoda 2 e-; Passo 4: se mais de um orbital de mesma energia estiver disponível segue regra de Hund;

H2

1sσ2

Deduzindo as Configurações eletrônicas de moléculas

diatômicas/Descrição dos orbitais moleculares

Somente o orbital ligante ocupado- energia da molécula é menor.

Explicação!!!

Lewis – o fato de que ligações normalmente consistirem em um par de elétrons.

Pauli – prevê que somente dois elétrons (com spins emparelhados)ocupam o orbital molecular.

Uma ligação simples entre dois átomos consiste na presença de dois elétrons emparelhados em um orbital ligante.

Outras moléculas diatômicas homonucleares dos elementos do 2º período (Li ao Ne)

1- Construir o diagrama de energia dos

orbitais moleculares a partir dos orbitais

atômicos da camada de valência

fornecidos pelos átomos;

2- 2s e 2p na camada de valência,

construir OM a partir da sobreposição;

Total de 8 orbitais em cada átomo e

portanto 8 OM devem ser construídos;

2s – formarão 2sσ e 2sσ*

2p- formarão 2pσ e 2pσ*

2pπ e 2pπ*

Li2 ao N2 O2 e F2

Exemplo N2

G15 5e- de valência 10e-

Exercício

1)Deduza a configuração eletrônica do estado fundamental da molécula de flúor.

2)Deduza a configuração eletrônica do estado fundamental do O2.

Elétrons em OM ligantes tendem a estabilizar a molécula;

OM antiligantes tendem a desestabilizar a molécula quando ocupados por elétrons;

Os OM ligantes tem menor energia que os OM antiligantes formados pelos mesmos orbitais atômicos.

Diagrama de Níveis de Energia do OM para o H2

H2

TOM prevê porque algumas moléculas existem e outras não...

He2 Uma vez que o Hélio tem dois elétrons

ligantes e dois elétrons antiligantes, a

O.L. é 0 (zero) significa que a ligação

não existe.

Esta molécula é muito instável e é

provável e o hélio exista na forma

monoatômica.

Os elétrons dos orbitais moleculares ligantes (s ou p) são elétrons ligantes e os dos orbitais moleculares antiligantes (s* ou p*) são elétrons antiligantes.

diferença na quantidade de pares de

elétrons nos orbitais ligantes e

antiligantes

Ordem da Ligação

2

esantiligant elétrons nº - ligantes elétrons nº.. LO

H2

He2

O.L. = 1 O.L. = 0

He2+

O.L. = 0,5

Exemplos

Exercício

1) Calcule a ordem de ligação para o H2- F2 e O2

2) Determine as seguintes propriedades de O2+

a) Número de elétrons desemparelhados; (1) b) Ordem de ligação;(2,5)

3) Determine as propriedades magnéticas e a ordem de ligação para o íon C2

2-

a) R. diamagnético; 3